Neue Studie: Sonnenähnliche Sterne tanzen mit versteckten Neutronensternen im All

BerlinAstronomen unter der Leitung von Kareem El-Badry vom Caltech entdeckten 21 Neutronensterne, die Sterne umkreisen, die der Sonne ähneln. Sie nutzten Daten der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation und bemerkten diese Neutronensterne, indem sie kleine Bewegungen in den Umlaufbahnen der sonnenähnlichen Sterne beobachteten. Diese Entdeckung ist überraschend, da Neutronensterne dichte, schwach leuchtende Überreste großer Sterne sind, die nach einer Explosion zurückbleiben und daher schwer zu finden sind.

Wichtige Erkenntnisse aus der Studie:

• 21 Neutronensterne wurden in Umlaufbahnen um sonnenähnliche Sterne entdeckt.
• Die Identifizierung erfolgte anhand gravitativer Effekte, nicht durch direkte Beobachtung.
• Für die Beobachtungen wurden Daten der Gaia-Mission und verschiedener bodengebundener Teleskope genutzt.
• Die Neutronensterne in diesen Systemen sind ruhig und dunkel, da sie zu weit von ihren Begleitsternen entfernt sind, um Material zu sammeln.
• Die meisten dieser Systeme befinden sich in einem Umkreis von 3.000 Lichtjahren zur Erde.

Neutronensterne sind dichte Überreste massereicher Sterne nach ihrer Explosion. Es ist selten, dass sie Sterne wie unsere Sonne umkreisen. Normalerweise sammeln Neutronensterne in der Nähe anderer Sterne Masse und senden starke Röntgen- oder Radiosignale aus. Die neu entdeckten Neutronensterne jedoch befinden sich weiter von ihren Begleitsternen entfernt, in Abständen von ein- bis dreimal der Entfernung zwischen Erde und Sonne.

Die Entdeckung ist überraschend, da aktuelle Modelle darauf hinweisen, dass große Sterne, die sich schließlich in Neutronensterne verwandeln, vor ihrer Explosion eine starke Wechselwirkung mit ihren Begleitsternen haben sollten. Diese Wechselwirkungen würden normalerweise dazu führen, dass die Sterne entweder verschmelzen oder sich voneinander entfernen. Trotzdem schaffen es diese Doppelsysteme, zusammenzubleiben.

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Gaia kann Neutronensterne entdecken, indem es kontinuierlich den Himmel absucht und winzige Positionsänderungen von Sternen misst. Das zeigt, wie empfindlich Gaia ist, besonders wenn es um Sterne in weiten oder engen Doppelsystemen geht, sogar bis zu einer Entfernung von 3.000 Lichtjahren.

El-Badry und sein Team schätzen, dass etwa einer von einer Million sonnenähnlicher Sterne einen Neutronenstern als Begleiter in einer weiten Umlaufbahn hat. Diese Seltenheit verdeutlicht, dass es in unseren aktuellen Modellen zur Entwicklung von Doppelsternsystemen Lücken gibt. Weitere Forschung ist notwendig, um besser zu verstehen, wie diese Systeme entstehen.

El-Badry bemüht sich ebenfalls, inaktive Schwarze Löcher mit ähnlichen Methoden zu entdecken. Mit den Daten von Gaia hat er bereits zwei stille Schwarze Löcher gefunden, darunter das nächste bekannte, Gaia BH1, das sich nur 1.600 Lichtjahre entfernt befindet.

Astronomen nutzen statistische Modelle, um das langfristige Verhalten von Doppelsternen besser zu verstehen. Diese Forschung ist entscheidend, um die Entwicklung dieser seltenen und komplexen Systeme zu entschlüsseln.