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Autor: Lars-C. Depka / 07. Juli 2009, 14:26 Uhr

Doppelsonnensystem im Orionnebel

Sterne in unserer Milchstraße und global über das gesamte Universum gesehen, stehen keineswegs immer allein im Raum. Mehr als 50% der bekannten Sternpopulation sind Teil eines Doppel- oder gar Mehrfachsystems, bei dem die Mitglieder scheinbar oder tatsächlich nahe am Himmel zusammen stehen.

Quelle: Eigene Recherche
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Anders als beim Doppel-, bewegen bei einem Mehrfachsystem wenigstens drei Sonnen periodisch um ihren gemeinsamen Schwerpunkt, sofern sie gravitativ aneinander gebunden sind. Vor dem Hintergrund ihrer unterschiedlichen Natur unterscheidet man dann im Wesentlichen auch zwischen drei Gruppen der Doppel-/Mehrfachsysteme:

Optische Doppelsterne (oder scheinbare Doppelsterne) sind zwei Sterne, die von der Erde aus zufällig in fast gleicher Richtung am Himmel erscheinen, die sich jedoch gravitativ nicht gegenseitig beeinflussen.

Institute for Astronomy, University of Hawaii

Rechts die optische Aufnahme des Doppelsystems, links visualisierte Daten des SMA bei 880 Mikrometern
(Bild: Institute for Astronomy, University of Hawaii)
Physische Doppelsterne sind typischerweise zwei Sterne, die aufgrund ihrer räumlichen Nähe gravitativ aneinander gebunden sind und sich nach den Gesetzen der Himmelsmechanik um einen gemeinsamen Schwerpunkt bewegen. Sie stellen insofern also die „klassische Gruppe“ der Doppelsysteme dar. Die meisten physischen Doppelsternsysteme haben sich bereits während der Sternentstehung gebildet. Andere haben sich erst später durch Einfang unter Einwirkung mindestens eines weiteren Sterns zu einem gebundenen Doppelsternsystem vereint. Solche eingefangenen Doppelsterne weisen in der Regel aufgrund ihrer voneinander unabhängigen Entstehungsgeschichte unterschiedliche Alter und Metallizitäten (Anteil der schweren chemischen Elemente) auf.

Geometrische, oder räumliche Doppelsterne kommen innerhalb der Mehrfach- oder Doppelsysteme eher selten vor. Bei ihnen handelt es sich um das einmalige Ergebnis einer engen Sternbegegnung, das die Sonnen eine gemeinsame hyperbolische Bahn (also keine Kreisbahn oder Ellipse) um den gemeinsamen Schwerpunkt einnehmen lässt. Da sich eine hyperbolische Bahn nicht mehr schließt, tendiert die wahrscheinliche Rückkehr eines Körpers an einen dieser Bahnpunkte gegen Null.

NASA

Der 1.350 Lichtjahre entfernte Orionnebel zählt zu den aktivsten Sternentstehungsgebieten in unserer unmittelbaren Nachbarschaft
(Bild: NASA)
Allen beschriebenen Ausprägungsarten der Doppelsysteme ist also zu eigen, dass ihre Bewegung nicht notwendigerweise kreisförmig, und auch ihre Bahngeschwindigkeiten und der Abstand zwischen den Sternen nicht notwendigerweise konstant sein müssen.

Um ein Physisches Doppelsystem handelt es sich auch bei dem Paar 253-1536 im etwa 1.350 ly entfernten Orionnebel, einem der aktivsten Sternentstehungsgebiete in unserer galaktischen Nachbarschaft. Bei ihm handelt es sich um das erste bekannte Exemplar eines optisch sichtbaren Doppelsystems, bei dem jedes der Mitglieder von einer eigenen protoplanetaren Scheibe umgeben ist. In ihnen ist genug Masse vereint, um ein Planetensystem ähnlich dem in unserem Sonnensystem auszuformen, was sie zu den bislang massereichsten Staubscheiben im Orionnebel macht.

Eine der beiden Staubscheiben war schon von Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops (HST) aus früherer Zeit bekannt, die Überraschung zeigte sich in Aufnahmen des Submillimeter Array (SMA) des Mauna-Kea-Observatoriums. Auf den optischen Bildern des HST überstrahlt der Schein eines Sterns noch die zweite protoplanetare Scheibe. Erst im Infraroten wird das Glühen der durch die Sterne thermal angeregten Staubmoleküle sichtbar. Das SMA besteht aus 8 Radioteleskopen mit je 6 Meter Antennendurchmesser. Die einzelnen Teleskope können an verschieden weit voneinander entfernte Standorte transportiert werden, was Basislinien zwischen 9 und 500 Metern ergibt und eine vergleichbare Auflösung zu den schon vorhandenen optischen Datensätzen liefert.

Der Abstand der nur ein Drittel Sonnenmassen aufweisenden kühlen, roten Sterne zueinander innerhalb des Doppelsystems beträgt knapp 400 AE (gut 60 Mrd. km). Trotzdem würde der nächtliche Himmel über einem der potentiell zukünftigen Planeten des Systems von dem tausendfach heller als der hellste Stern unseres Nachthimmels leuchtenden Nachbarstern, beherrscht werden. Wenigstens erdgroße Planeten des Doppelsternsystems wären vom jeweiligen Gegenüber gut mit Teleskopen zu beobachten und selbst mit der heute zur Verfügung stehenden Abtriebstechnik ein durchaus erreichbares Ziel interplanetarer Sonden. Eine Umrundung um ihr gemeinsames Zentrum benötigt wenigstens 4.500 Jahre. Zum Vergleich: Etwa genauso alt sind die frühesten überlieferten Aufzeichnungen der Menschheitsgeschichte.

 
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