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Binärsysteme: Ferner Fight im Fliegengewicht

Gleich und gleich gesellt sich gerne - also warum sollte sich im Universum nicht auch mal ein leichter Brauner an einen kleinen Weißen Zwerg heranschmeißen? Weil die zwei, meinen astronomische Paarberater, von Charakter und Herkunft eigentlich wirklich keine dauerhaft harmonische Beziehung führen können. Offenbar ein voreiliger Schluss.
Binärsystem WD 0137-349Laden...
Da draußen, in den Tiefen des Alls, lauert so allerhand Merkwürdiges. Quasare, Magnetare und aktive galaktische Kerne, Planemos, Transplutos und Pulsare: Alle wollen von neugierigen Astronomenaugen und -instrumenten ausgespäht und säuberlich katalogisiert werden. Ein kleines Sternchen-Pärchen wie WD 0137-349 – gebildet aus nichts weiter als zwei vertrauten zwergenhaften Standardobjekten – kann da leicht einmal übersehen und in der Irgendwann-zur-Bearbeitung-Mottenkiste dem Vergessen preisgegeben werden. Wäre schade drum, finden Matt Burleigh von der Universität von Leicester und seine Kollegen.

Ihnen fiel auf den zweiten Blick durch das Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte auf, dass die zwei Partner in WD 0137-349 in den Jahrhunderttausenden ihrer Beziehung ziemlich raue Zeiten durchlebt haben müssen – Turbulenzen, die ein Pärchen im Normalfall zu Trennung oder Totschlag hätten veranlassen müssen.

Schließlich ist einer der Partner ein Brauner, der andere ein Weißer Zwerg. Dass zwei solche einander in engem Abstand von wenigen Tausendsteln Astronomischen Einheiten (AE, dem Abstand Erde-Sonne) alle 116 Minuten umkreisen, verblüfft jene, die wissen, welche unterschiedliche Gemüter und Lebensgeschichten Braune und Weiße Zwerge haben.

Ein Brauner Zwerg wird zum Beispiel zum Phlegmatiker, nachdem seine Hoffnungen auf eine strahlende Karriere sich als Trugschluss erwiesen haben. Wie alle Sterne begann er seine Karriere als Verdichtung einer Gas- und Staubwolke, deren Kollaps eine thermonukleare Reaktion zündete.

Ein Brauner Protozwerg bringt allerdings nicht mehr als rund 13 bis 75 Jupitermassen auf die Waage, weswegen ihm nach rund 100 Millionen Jahren der Deuterium-Treibstoff ausgeht – ohne dass er, wie größere Sternkandidaten, eine anständige Wasserstoff-zu-Helium-Fusionsreaktion zünden kann: Sein Strahlen erlischt, und für den Rest seines Lebens zieht er dunkel und erkaltend seine Bahn.

Weiße Zwerge blicken da an ihrem Ende ihres Lebens auf eine weitaus ereignisreichere Vergangenheit zurück. Die besten Jahre eines solchen Sterntypen können wir beim Blick aus dem Fenster bewundern: Unsere Sonne wird am Ende ihres Sternenlebens ebenfalls ein weißer Zwerg sein.

Sobald ihr Wasserstoff-Vorrat im Zentrum zur Neige geht, bläht sie sich zunächst zu einem Roten Riesen auf, der mit seiner Ausdehnung vielleicht bis zur Erdbahn heranreicht. Schließlich wird dann die endlich wasserstofffreie Hülle des aufgeblasenen Riesen abgesprengt und ein rund erdgroßer, extrem schwerer Helium-Rest bleibt übrig – der Weiße Zwerg.

Auch der Zwerg WD 0137-349 war einmal ein Roter Riese. Und damit fangen die Erklärungsnöte der Experten an – denn der Braune, der heute den Weißen Zwerg in zwei Dritteln Sonnendurchmesser umkreist, muss einst einmal nicht um, sondern in einem Roten Riesen gekreist haben. Und hat dies irgendwie überlebt.

Die Simulationen von Burleigh und Co legen nahe, dass der Braune Zwerg tatsächlich zunächst etwa in derselben Entfernung seine Sonne umkreist haben dürfte, wie die Erde die unsere. Als er dann von dem aufgeblähten Riesen verschluckt wurde, bremste die dichte Materie des Rieseninneren seine Bahn ab, und er spiralte sich im Laufe der Jahrmillionen immer näher in Richtung Zentrum. Bevor er dort ankam, explodierte der Rote Gigant aber und hinterließ den Weißen Kern – sowie den in enger Nachbarschaft kreisenden Braunen Zwerg. Der erreicht mittlerweile wieder Spitzengeschwindigkeiten von 800 000 Kilometern in der Stunde.

WD 0137-349 ist ein außergewöhnlich seltenes Objekt, ergaben alle bisherigen Sternkucker-Übersichten: Nur etwa um jeden 200. Weißen Zwerg mit Begleiter kreist ein derart leichtes Objekt wie sein 58 Jupitermassen schwerer brauner Begleiter. Die Karriere des Duos dürfte zudem noch ein paar letzte Highlights bereithalten, vermuten die Wissenschaftler: Bald wird die Umlaufzeit des aneinander zerrenden Doppelsystems von 116 auf um die 70 Minuten absinken. Dann sind sich beide Zwerge nahe genug für Kannibalismus: Der schwere Weiße wird dem leichteren Braunen Masse entreißen und sich einverleiben.

Vielleicht reicht der von ihm dabei erbeutete Wasserstoff sogar noch einmal für ein Feuerwerk und macht den Weißen Zwerg zur plötzlich millionenfach heller erstrahlenden Nova. Darauf dürfen die Astronomen allerdings in frühestens 1,4 Milliarden Jahren hoffen. Immerhin: Die Erde sollte dann zumindest noch da sein – sie wird erst viereinhalb bis fünf Milliarden Jahre später von unserer Roten Riesensonne verschluckt.
03.08.2006

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 03.08.2006

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