Bisher wurde nur ein RR-Lyrae-Stern - von vielen Tausenden bekannt - in einem Doppelsternsystem in Umlauf gebracht. Jetzt haben die Astronomen die Zahl um 2000% gesteigert!
Größer anzeigen. | Mit Blick auf die zentrale Ausbuchtung unserer eigenen Galaxie, die Milchstraße, werden die Positionen der RR Lyrae-Binärkandidaten als rote Kreise angezeigt. Bild über D. Minniti / Royal Astronomical Society
Astronomen kennen viele Doppelsternsysteme und einige Systeme, in denen drei, vier und noch mehr Sterne sich gegenseitig umkreisen. Aber aus Gründen, die niemand erklären konnte, bezeichnet man die Klasse der Sterne als RR Lyrae Variablen schien ihr Leben ganz alleine zu leben. Anfang des Monats (1. April 2015) haben Astronomen diese Auffassung geändert, als sie ihre Entdeckung von etwa 20 RR Lyrae-Systemen bekannt gaben, die aus zwei Sternen zu bestehen scheinen. Dies ist eine Steigerung der bekannten RR Lyrae-Binärsysteme um bis zu 2000% im Vergleich zu früheren Versionen (mit anderen Worten, vor dieser Studie war nur ein solches System bekannt). Diese Forscher haben ihre Forschungsergebnisse in veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Briefe der Royal Astronomical Society.
RR-Lyrae-Variablen - benannt nach dem ersten solchen Stern, dem variablen Stern RR in der Konstellation Lyra - gehören zu den ältesten bekannten Sternen in unserer Galaxie und anderen Galaxien. Studien von ihnen könnten verborgenes Wissen über den Ursprung und die Entwicklung unserer Milchstraße aufdecken. Die Royal Astronomical Society erklärte in einer Erklärung:
Geeignete binäre Systeme sind in der Astrophysik von äußerster Wichtigkeit, da ihre Eigenschaften aus einer detaillierten Analyse ihrer Bahneigenschaften mit beispielloser Genauigkeit abgeleitet werden können.
… Das Fehlen von RR-Lyrae-Sternen in binären Systemen eine direkte Bewertung einiger ihrer Schlüsseleigenschaften erschwert hat.
Meist musste die Theorie herangezogen werden, um die Lücke zu schließen.
RR Lyrae-Variablen sind alte Sterne. Ihre Helligkeit ändert sich in regelmäßigen Abständen von einigen Erdentagen, manchmal bis zu einigen Stunden. Die Helligkeitsänderung tritt auf, wenn sich die Größe des Sterns ändert. Während es schrumpft, erwärmt sich seine Oberfläche wie ein Kolben, der Luft zu einem kleinen Volumen komprimiert. Wenn sich die Oberfläche des RR Lyrae dann ausdehnt, kühlt es ab. Bild und Bildunterschrift über edocs.uis.edu.
Die neuen RR Lyrae-Binärdateien wurden von einem internationalen Forscherteam unter der Leitung von Astronomen am Millennium Institute of Astrophysics der Universität von Chile und am Institut für Astrophysik der Pontificia Universidad Católica de Chile gefunden.
Von den 22 RR Lyrae-Binärkandidaten haben 12 genug Daten über sie gesammelt, damit die Astronomen mit großer Sicherheit schließen können, dass sie tatsächlich aus zwei Sternen bestehen, die sich gegenseitig umkreisen. Der Astronom Gergely Hajdu, Hauptautor der Studie, sagte:
In der Sonnenumgebung befindet sich ungefähr jeder zweite Stern in einem Doppelstern. Das Problem mit RR Lyrae-Variablen ist, dass lange Zeit nur eine davon in einem Langzeit-Binärsystem bekannt war. Die Tatsache, dass unter 100.000 bekannten RR Lyrae-Sternen nur einer von ihnen einen solchen Begleiter hatte, war für Astronomen wirklich faszinierend.
In ihrer Arbeit verwendeten die Astronomen eine Methode, die sie nennen der Lichtlaufzeit-Effekt, der subtile Unterschiede in der Zeit ausnutzt, die das Sternenlicht benötigt, um uns zu erreichen. Hajdu sagte:
Die RR-Lyrae-Sterne pulsieren regelmäßig und erhöhen und verringern ihre Größe, Temperatur und Helligkeit innerhalb weniger Stunden erheblich.
Befindet sich ein pulsierender Stern in einem binären System, können die von uns wahrgenommenen Helligkeitsänderungen davon beeinflusst werden, wo genau sich der Stern auf seiner Umlaufbahn um den Begleiter befindet. Das Sternenlicht braucht also länger, um uns zu erreichen, wenn es sich an der äußersten Stelle seiner Umlaufbahn befindet, und umgekehrt.
Diesen subtilen Effekt haben wir bei unseren Kandidaten festgestellt.
Er sagte, dass die 20 Kandidaten-RR Lyrae-Binärdateien gefunden wurden, indem ungefähr 2.000 der am besten beobachteten RR Lyrae-Sterne - etwa 5% der bekannten Population von RR Lyrae-Variablen - in Richtung der zentralen Teile unserer Milchstraßengalaxie analysiert wurden.
Das 1,3-Meter-Teleskop des OGLE-Projekts befindet sich am Las Campanas-Observatorium im Norden Chiles. Mit diesem langjährigen Teleskop wurden die RR Lyrae-Variablen in binären Systemen entdeckt. Bild über die Universität Warschau.
Die Forscher sagten, ihre neuen Ergebnisse seien auf die hohe Qualität ihrer Daten zurückzuführen, die aus dem polnischen OGLE-Projekt stammten. Das OGLE-Team hat seine Daten mit dem 1,3-Meter-Warschauer Teleskop in Chile erhalten. Das Team beobachtete viele Jahre lang wiederholt dieselben Flecken am Himmel. Hajdu sagte:
Die lange Zeitspanne dieser Beobachtungen ließ uns endlich Anzeichen von Gefährten um so viele dieser Sterne finden.