Von der Erde aus gesehen erscheint Fomalhaut C weit entfernt von dem großen, hellen Stern Fomalhaut A. Die beiden Sterne sind durch ungefähr 11 Vollmonddurchmesser vom Himmel der Erde getrennt.
Das nahe gelegene Sternensystem Fomalhaut - von besonderem Interesse für seine ungewöhnliche exoplanetische und staubige Trümmerscheibe - ist nicht nur ein Doppelstern, wie die Astronomen angenommen hatten, sondern einer der breitesten bekannten Dreifachsterne.
In einem kürzlich zur Veröffentlichung im Astronomisches Tagebuch und heute (3. Oktober 2013) auf dem Pre-Server gepostet arXivForscher zeigen, dass ein früher bekannter kleinerer Stern in seiner Nähe ebenfalls Teil des Fomalhaut-Systems ist.
Fomalhaut und sein Staubring (A. Boley / M. Payne / E. Ford / M. Shabran / S. Corder / W. Dent / NRAO / AUI / NSF / NASA / ESA / P. Kalas / J. Graham / E. Chiang, E. Kite, M. Clampin, M. Fitzgerald, K. Stapelfeldt, J. Krist
Eric Mamajek, außerordentlicher Professor für Physik und Astronomie an der Universität von Rochester, und seine Mitarbeiter fanden die Dreifachnatur des Sternensystems durch ein wenig Detektivarbeit. "Ich habe diesen dritten Stern vor ein paar Jahren bemerkt, als ich die Bewegungen von Sternen in der Nähe von Fomalhaut für eine weitere Studie plante", sagte Mamajek. "Ich musste jedoch mehr Daten sammeln und ein Team von Co-Autoren mit unterschiedlichen Beobachtungen zusammenstellen, um zu testen, ob die Eigenschaften des Sterns mit der Zugehörigkeit zu einem dritten Mitglied des Fomalhaut-Systems vereinbar sind."
Auch Serendipity spielte eine Rolle. Ein zufälliges Treffen in Chile zwischen Mamajek und Todd Henry von der Georgia State University und dem Direktor des RECONS-Teams (Research Consortium On Nearby Stars) ergab einen Hinweis, der zur Lösung des Rätsels beitrug: die Entfernung zum Stern. Henry erinnert sich, wie er mit Mamajek in der Küche eines Motels in La Serena, Chile, saß und über Sterne in der Nähe diskutierte. "Eric spielte Detektiv für diesen dritten Stern, und ich saß gerade dort mit einer Beobachtungsliste, die die unveröffentlichte Parallaxe enthielt", sagte Henry. Parallaxe ist eine Art von Messastronomen, mit der Entfernungen bestimmt werden. „Eine Studentin, Jennifer Bartlett von der University of Virginia, arbeitete mit uns an einer Stichprobe potenziell nahegelegener Sterne für ihren Doktortitel. These, und LP876-10 war drauf. Eric und ich haben uns unterhalten und hier sind wir mit einer coolen Entdeckung. “
Durch sorgfältige Analyse astrometrischer (genaue Bewegungen) und spektroskopischer Messungen (mit denen die Temperatur und die Radialgeschwindigkeit bestimmt werden können) konnten die Forscher den Abstand und die Geschwindigkeit des dritten Sterns messen. Sie kamen zu dem Schluss, dass der Stern, bis vor kurzem als LP 876-10 bekannt, Teil des Fomalhaut-Systems ist, was ihn zu Fomalhaut C macht.
"Fomalhaut C sieht ziemlich weit von dem großen, hellen Stern Fomalhaut A entfernt aus, wenn man von der Erde aus in den Himmel schaut", fügte Mamajek hinzu. Zwischen den beiden Sternen liegen ungefähr 5,5 Grad, was für einen Beobachter auf der Erde so ist, als ob sie durch ungefähr 11 Vollmonde voneinander getrennt wären. Mamajek erklärte, dass sie zum Teil so weit auseinanderliegen, weil Fomalhaut im Lauf der Sterne relativ nah an der Erde ist - ungefähr 25 Lichtjahre. Wenn diese Sterne weit von der Erde entfernt wären, würden sie am Himmel viel näher beieinander erscheinen. Dass sie so weit auseinander liegen, könnte erklären, warum die Verbindung zwischen LP 876-10 und Fomalhaut zuvor verpasst worden war. Die anderen Schlüssel waren die Möglichkeit, qualitativ hochwertige astrometrische Daten und Geschwindigkeitsdaten zu erhalten.
Die Forscher mussten auch zeigen, dass es möglich wäre, diese beiden Sterne zu binden, anstatt sich unabhängig zu bewegen. „Fomalhaut A ist ein so massereicher Stern, ungefähr doppelt so groß wie unsere Sonne, dass er eine ausreichende Anziehungskraft hat, um diesen winzigen Stern daran zu binden - obwohl der Stern 158.000 Mal weiter von Fomalhaut entfernt ist als die Erde von der Sonne ", Sagte Mamajek.
Mamajek arbeitete mit einem großen Team von Mitarbeitern zusammen, um die Geschichte dieses interessanten winzigen Sterns zusammenzusetzen."Henry und das RECONS-Team haben eine umfassende Untersuchung der" Solar Neighborhood "durchgeführt, um die Sternsysteme zu charakterisieren, die unserem Sonnensystem am nächsten liegen, und um neue Sterne in der Nähe zu entdecken", sagte Mamajek. „Sein Team hatte bereits mehrere Jahre lang Beobachtungen zu diesem bestimmten Stern gesammelt - mit dem 0,9-Meter-SMARTS-Teleskop am Cerro Tololo in Chile.“ Die Forscher mussten auch die Radialgeschwindigkeit des Sterns kennen, die Andreas Seifahrt von der University of Chicago gemessen, und die sie in der Zeitung genau auf einen Kilometer pro Sekunde von der von Fomalhaut A bestimmen.
Es gibt weitere 11 Sternensysteme, die näher an unserer Sonne liegen als Fomalhaut und aus drei oder mehr Sternen bestehen, einschließlich des nächsten Sternensystems, Alpha Centauri. Die neuen Messungen in der Veröffentlichung zeigen auch, dass das Fomalhaut-System das massivste und breiteste unter diesen nahe gelegenen Mehrfachsystemen ist.
Fomalhaut A ist auch der 18. hellste Stern, der in unserem Nachthimmel sichtbar ist, und einer der wenigen Sterne mit einem direkt abgebildeten Exoplaneten und einer staubigen Trümmerscheibe. Der berühmte Star wurde in Science-Fiction-Romanen von Isaac Asimov, Stanislaw Lem, Philip K. Dick und Frank Herbert vorgestellt. Obwohl es sich um ein gut untersuchtes System handelt, wurde erst kürzlich bestätigt, dass Fomalhaut ein Doppelstern ist - zwei Sterne, die sich gegenseitig umkreisen - obwohl dies zum ersten Mal in den 1890er Jahren vorgeschlagen wurde.
Eine von Mamajeks Kollegen in Rochester, Professorin für Physik und Astronomie Alice C. Quillen, hat jahrelang gearbeitet, um zu verstehen, wie Planeten Sternstaubscheiben wie die um Fomalhaut formen. 2006 sagte sie die Existenz eines Planeten um Fomalhaut sowie die Form seiner Umlaufbahn voraus, indem sie versuchte zu verstehen, warum der Trümmerring nicht zentriert war und warum er eine überraschend scharfe Kante hatte. Im folgenden Jahr wurde ein neuer Planet um Fomalhaut abgebildet.
Viele Fragen zu Exoplaneten und Trümmerscheibe von Fomalhaut A bleiben noch offen. Zum Beispiel sind Astronomen verwirrt darüber, warum sich der Exoplanet Fomalhaut „b“ auf einer solchen exzentrischen Umlaufbahn befindet und warum die Trümmerscheibe nicht auf dem Stern Fomalhaut A zentriert zu sein scheint. Möglicherweise haben die breiten Gefährten B und C von Fomalhaut Die Schwerkraft störte den Exoplaneten und den Trümmergürtel der Fomalhaut „b“, der die Fomalhaut A umkreist. Die Umlaufbahnen der Begleitsterne der Fomalhaut sind jedoch nicht gut begrenzt. Die Umlaufbahnen von Fomalhaut B und C um Fomalhaut A werden voraussichtlich Millionen von Jahren dauern, daher wird das Festhalten ihrer Umlaufbahnen eine Herausforderung für zukünftige Astronomen sein.
Während Fomalhaut C ein roter Zwergstern ist - der häufigste Sterntyp im Universum - ist Fomalhaut B ein oranger Zwergstern, der etwa drei Viertel der Masse unserer Sonne ausmacht. Aus der Perspektive eines hypothetischen Planeten, der Fomalhaut C umkreist, scheint Fomalhaut A ein strahlend weißer Stern zu sein, der neunmal heller als Sirius (der hellste Stern in unserem Nachthimmel) von der Erde erscheint, ähnlich der typischen Helligkeit des Planeten Venus. Fomalhaut B scheint ein ansonsten unauffälliger heller oranger Stern zu sein, der in seiner Helligkeit Polaris ähnelt. Das Alter des Trios liegt bei 440 Millionen Jahren - ungefähr ein Zehntel unseres Sonnensystems.
Andere Mitarbeiter, die an diesem Artikel mitgearbeitet haben, sind Jennifer Bartlett, die jetzt am US Naval Observatory arbeitet und in ihrer Doktorarbeit eine vorläufige Distanz zum Stern veröffentlicht hat. und Matt Kenworthy vom Leiden Observatory, der die Rotationsperiode gemessen hat und zeigt, dass Fomalhaut C ein sehr schneller Rotator ist.
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