Der Raum im Umkreis von 65 Lichtjahren gilt als gut vermessen. Trotzdem haben Forschende dort nun vier Sterne erstmals direkt nachgewiesen, die sich der Beobachtung jahrzehntelang entzogen hatten: Weiße Zwerge, die im Licht ihrer Begleiter untergingen.
Weiße Zwerge sind die dichten, heißen Überreste von Sternen, die ihren Brennstoff verbraucht und ihre äußere Hülle abgeworfen haben. Stehen sie allein, sind sie vergleichsweise leicht zu finden. Die vier nun bestätigten Objekte aber teilen sich ihr System jeweils mit einem Roten Zwerg — einem kleineren, kühleren, im sichtbaren Licht jedoch deutlich helleren Stern, der den toten Partner schlicht überstrahlt. Von außen wirkten die Systeme wie Einzelsterne.
Das Team um Mairi O'Brien von der University of Warwick nahm sich die vier Systeme gemeinsam mit Forschenden der University of Colorado Boulder vor, weil sie ein auffälliges radiales Taumeln zeigten: ein leichtes Vor- und Zurückschwingen, das auf einen massereichen unsichtbaren Begleiter hindeutet. Mit einem Ultraviolett-Spektrografen des Hubble-Weltraumteleskops trennte die Gruppe das schwache Licht der Weißen Zwerge von dem ihrer Begleiter. Erschwert wird das dadurch, dass die heftigen Ausbrüche Roter Zwerge im Ultravioletten ein ähnliches Signal erzeugen können; ein eigens entwickeltes Kalibrierungsverfahren schaffte die Trennung. Die Studie erschien in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
„Nahe isolierte Weiße Zwerge sind normalerweise leicht zu finden“, sagt O'Brien — diese vier aber seien im sichtbaren Bereich schlicht nicht zu sehen gewesen, weil die Roten Zwerge ihr Licht überstrahlten. Es sei eine Erinnerung daran, dass selbst die eigene kosmische Nachbarschaft Überraschungen bereithalte, wenn man auf die richtige Weise und bei den richtigen Wellenlängen hinsehe.
Ein Stern, der zu langsam rotiert
Am rätselhaftesten ist G 203-47, nur 25 Lichtjahre entfernt. Vom ersten Hinweis auf das Taumeln bis zum direkten Nachweis vergingen 27 Jahre; es handelt sich nun um den neuntnächsten bekannten Weißen Zwerg zur Sonne. Sein Roter Zwerg braucht für eine Umdrehung um die eigene Achse mehr als 100 Tage, umrundet den Weißen Zwerg aber in 14,9 Tagen. Normalerweise zwingt die Schwerkraft solche Paare in eine gebundene Rotation, wie beim Erde-Mond-System, in dem der Mond der Erde stets dieselbe Seite zuwendet. Hier geschieht das nicht.
Auffällig war zudem, dass G 203-47 nach Auswertungen mit dem Swift-Röntgenteleskop weit weniger Röntgenstrahlung abgibt als erwartet — für die Forschenden einer der überraschendsten Befunde und ein Hinweis auf die ungewöhnlich langsame Rotation. „Faszinierend ist, dass G 203-47 sich nicht so langsam drehen dürfte, wenn es auf dieselbe Weise entstanden wäre wie ähnliche Systeme“, sagt Ko-Autor David Wilson. Manche dieser Doppelsterne hätten früh heftige, lang andauernde Wechselwirkungen durchlaufen, andere sanftere und kürzere.
Der Fund schließt eine Lücke in der Volkszählung der Sonnenumgebung: Populationsmodelle sagten im Umkreis von 20 Parsec vier bis fünf enge Paare aus Weißem und Rotem Zwerg voraus — gefunden wurden genau vier. Viel Raum bleibt dennoch. Erst rund 30 Prozent der Roten Zwerge in diesem Bereich seien systematisch auf verborgene Begleiter untersucht worden, sagt Pier-Emmanuel Tremblay von der University of Warwick; neun oder zehn weitere Systeme könnten noch unentdeckt sein.