Neuer Zensus von Sternen in Sonnennähe
Madrid (Spanien) – Eine neue Zählung und exakte Kartierung von Sternen in einem Umkreis von 10 Parsec (32,6 Lichtjahren) um unsere Sonne kommt zu einem ebenso erstaunlichen wie spannenden Ergebnis – auch für die Frage und Suche nach außerirdischem Leben.
Copyright/Quelle: NASA/Goddard Space Flight Center
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Wie das Team um Javier González-Payo von Universidad Complutense de Madrid vorab via ArXiv.org berichtet, bilden Einzelsterne wie unsere Sonne scheinen eher die Ausnahme als die Regel. Die Untersuchung liefert zugleich wichtige Grundlagen für zukünftige Missionen zur Suche nach bewohnbaren Exoplaneten.
Mehrheit der Sterne besitzt stellare Begleiter
Schon seit Langem vermuten Astronomen, dass viele Sterne nicht allein durchs All ziehen, sondern gravitativ an einen oder mehrere Partner-Sterne gebunden sind. Mit ihrer neuen Studie liefern die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen hierzu nun eine besonders präzise Bestandsaufnahme unserer unmittelbaren kosmischen Nachbarschaft.
Für ihre Untersuchung kombinierten die Forschenden Daten der dritten Datenfreigabe des europäischen Weltraumteleskops „Gaia“ mit dem „Washington Double Star Catalog“, der jahrzehntelange Messungen von Sternbewegungen enthält.
Insgesamt erfasste die Studie auf diese Weise 424 bekannte stellare und substellare Objekte innerhalb der untersuchten Region. Davon gehören 215 Objekte zu insgesamt 92 Mehrfachsternsystemen.
Die meisten dieser Systeme sind also Mehrfachsysteme, deren Mehrzahl wiederum aus zwei Sternen besteht. Konkret identifizierten die Forscher:
* 68 Doppelsternsysteme,
* 19 Dreifachsysteme,
* 3 Vierfachsysteme
* sowie zwei äußerst komplexe Fünffachsysteme.
Besonders auffällig ist dabei der Zusammenhang zwischen Sternmasse und Häufigkeit von Begleitsternen: Sterne mit mindestens der halben Sonnenmasse besitzen demnach eine rund 41-prozentige Wahrscheinlichkeit, Teil eines Mehrfachsystems zu sein. Bei massearmen Sternen sieht das dagegen völlig anders aus. Rote und braune Zwerge mit weniger als 0,1 Sonnenmassen sind nur noch zu etwa neun Prozent Teil solcher Sternpartnerschaften. Die massereichen Sterne „reisen“ also bevorzugt im Verbund, während leichtere Sterne deutlich häufiger Einzelgänger bleiben.
Extreme Umlaufzeiten und gigantische Distanzen
Die Studie zeigt zudem, wie unterschiedlich die Beziehungen zwischen solchen Sternpaaren ausfallen können: Manche eng gebundenen Doppelsterne umrunden einander innerhalb weniger Tage, während extrem weit voneinander entfernte Partner viele Millionen Jahre für einen einzigen Umlauf benötigen.
Gerade diese weit getrennten Systeme stellen Astronomen vor Probleme, weil sie auf den ersten Blick oft gar nicht wie gravitativ gebundene Systeme wirken. Die Forschenden berechneten deshalb die Bindungsenergien dieser Sternpaare im Detail und konnten bestätigen, dass sie trotz ihrer enormen Distanzen tatsächlich miteinander verbunden sind.
Die Arbeit ist Teil einer größeren Forschungsreihe der Autoren und Autorinnen. Frühere Untersuchungen hatten sich bereits mit Mehrfachsternsystemen innerhalb von 100 Parsec sowie mit den äußersten bekannten Grenzen weiter Doppelsternsysteme beschäftigt.
Bedeutung für die Suche nach einer zweiten Erde
Die Ergebnisse sind nicht nur für die Erforschung von Sternen selbst relevant, sondern auch für die Suche nach erdähnlichen Exoplaneten. Mehrfachsternsysteme gelten dabei oft als problematisch. Erst kürzlich kam eine Studie zu dem Ergebnis, dass gerade Doppelsterne die Entstehung von Planeten begünstigen (…GreWi berichtete).
Begleitsterne können durch ihre Gravitationswirkung Messungen verfälschen, die Astronomen zur Entdeckung von Exoplaneten verwenden. Besonders betroffen ist die sogenannte Radialgeschwindigkeitsmethode, bei der minimale Bewegungen eines Sterns gemessen werden, die durch umlaufende Planeten verursacht werden.
Noch wichtiger wird das Thema mit der nächsten Generation geplanter Weltraumteleskope. Künftige Observatorien wie das geplante NASA-Projekt „Habitable Worlds Observatory“ (HWO) oder das europäische LIFE-Interferometer sollen erdähnliche Planeten sogar direkt abbilden können. Auch hier könnten bislang unbekannte Begleitsterne erhebliche Probleme verursachen: Schon schwaches zusätzliches Licht eines unentdeckten Sternpartners könnte wertvolle Beobachtungsdaten ruinieren und kostbare Beobachtungszeit verschwenden.
Die neue Studie liefert deshalb zugleich eine Art „bereinigte Zielliste“ für kommende Exoplaneten-Missionen. Astronomen erhalten damit einen deutlich besseren Überblick darüber, welche Sternsysteme sich tatsächlich für die Suche nach potenziell lebensfreundlichen Welten eignen.
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Recherchequelle: ArXiv.org
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