Stellar News

Viele massereiche Sterne waren einst Teil von Doppelsternsystemen, doch ihre spannende Vergangenheit war bisher oft nicht mehr nachvollziehbar. Eine neue Studie des Max-Planck-Instituts für Astrophysik und der Universität Bonn hat nun eine Methode entwickelt, um Sterne zu identifizieren, die einst Masse von einem Begleitstern aufgenommen haben. Diese Sterne erscheinen heute als Einzelobjekte, tragen aber die chemischen Spuren ihrer Vergangenheit als Doppelstern. Mithilfe eines einzigartigen „chemischen Fingerabdrucks“, der unabhängig von spezifischen Evolutionsmodellen ist, konnten die Forscher die Doppelstern-Geschichte massereicher Sterne rekonstruieren. Die Methode hat bereits den gut untersuchten Stern γ Columbae als ehemaligen Massegewinner neu klassifiziert und damit lang gehegte Annahmen über seinen Ursprung infrage gestellt. Zudem hat sie neue Einblicke in die Entwicklung des Vorläufers der Supernova SN 1987A geliefert.

Juma Kamulali ist der erste Doktorand in Astrophysik an der Kyambogo-Universität in Uganda. In Zusammenarbeit mit der Partnergruppe des Max-Planck-Instituts für Astrophysik (MPA) führte er bahnbrechende Forschungsarbeiten durch, in deren Rahmen er ein leistungsstarkes neues Tool für maschinelles Lernen namens MAISTEP vorstellte. Dieses ermöglicht die präzise Bestimmung von Sterneigenschaften anhand grundlegender Beobachtungsdaten. Durch die Anwendung dieser Methode auf Tausende von Muttersternen von Exoplaneten entdeckte Kamulali ein deutlicheres, tieferes „Radius-Tal” zwischen Super-Erden und Sub-Neptunen. Dies liefert neue Erkenntnisse über die Planetenentwicklung und den Atmosphärenverlust.

Neben den spektakulären Schwarzen Löchern, die energiereiche, veränderliche Ereignisse erzeugen, sollte es noch sehr viel mehr ruhige Schwarze Löcher geben, die nur durch den Einfluss ihrer Schwerkraft auf Begleitsterne nachweisbar sind. Bisher hat die ESA-Mission Gaia drei solche Doppelsternsysteme mit ruhenden Schwarzen Löchern identifiziert. Im Dezember dieses Jahres werden möglicherweise viele weitere veröffentlicht. Zwei dieser Systeme stellen jedoch eine große Herausforderung für unser Verständnis der Entwicklung von Doppelsternsystemen dar, da sie eine unerwartet große Umlaufbahn und ein extremes Massenverhältnis aufweisen. Eine neue Studie des Max-Planck-Instituts für Astrophysik schlägt eine Lösung vor. Wenn der Großteil der Materie, die von dem massereichen Stern übertragen wird, das System verlässt, ohne dabei einen signifikanten Anteil des orbitalen Drehimpulses mitzunehmen, kann das Doppelsternsystem überleben, ohne dass sich seine Umlaufbahn verkleinert oder die Sterne verschmelzen. Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass ein Massenverlust mit niedrigem Drehimpuls auch in anderen Systemen eine wichtige Rolle spielen könnte. Dies hätte erhebliche Auswirkungen auf unser Verständnis der Entwicklung von Doppelsternsystemen.

Am 8. Juli ehrte das Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) die beiden herausragenden Nachwuchswissenschaftler Teresa Braun und Aniket Bhagwat mit dem Kippenhahn-Preis. Sie wurden für ihre bahnbrechenden Arbeiten ausgezeichnet, durch die sie unser Verständnis der Sonne und des frühen Universums maßgeblich vorangebracht haben. Der Preis, der zur Förderung exzellenten wissenschaftlichen Schreibens und originellen Denkens ins Leben gerufen wurde, würdigt sowohl die Tiefe ihrer Entdeckungen als auch die Klarheit und Prägnanz ihrer Darstellung.

Obwohl die Dunkle Materie den größten Teil der Materie im Universum ausmacht, bleibt ihre Zusammensetzung eine der größten offenen Fragen der Physik. Ein indirekter Hinweis auf ihre Teilchennatur lässt sich daraus ableiten, wie stark sie auf kleinen Skalen – beispielsweise in Zwerggalaxien und noch kleineren Strukturen – gebündelt ist. Die kleinsten dieser Klumpen sind mit wenigen oder gar keinen Sternen verbunden und können nicht direkt beobachtet werden. Ihre Schwerkraft kann jedoch Sternenströme beeinflussen – das sind dünne Streifen von Sternen, die wie empfindliche Fühler wirken können. WissenschaftlerInnen am MPA haben nun gezeigt, dass sich durch die Analyse der Position und Bewegung der Sterne in Sternenströmen die Skala, auf der die Dunkle Materie aufhört, zu klumpen, um ein Vielfaches genauer bestimmen lässt. Dabei wird eine Empfindlichkeit erreicht, die mit den derzeit fortschrittlichsten Methoden vergleichbar ist.

Die IAU hat die Preisträger ihrer jährlichen Doktorandenpreise bekannt gegeben. Unter ihnen ist die MPA-Postdoktorandin Claude Cournoyer-Cloutier, die für ihre Dissertation zum Thema „Dynamik und Rückkopplung massereicher Doppelsterne in jungen massereichen Sternhaufen“ ausgezeichnet wurde.

Sonnenähnliche Sterne entstehen in turbulenten molekularen Wolken und sind von protostellaren Scheiben aus Gas und Staub umgeben – den Geburtsstätten der Planeten. Während die frühesten Phasen der Scheibenbildung durch das umgebende dichte Gas verborgen bleiben, kann ALMA protostellare Scheiben kurz nach ihrer Entstehung beobachten. In einem vom Exzellenzcluster ORIGINS geförderten Projekt führten Forschende von MPA, MPE, Harvard und der Universität zu Köln hochauflösende, nicht-ideale magnetohydrodynamische Simulationen durch, die die Bildung protostellarer Scheiben selbstkonsistent von ihren turbulenten molekularen Ursprungswolken bis hinunter zu stellaren Skalen über mehr als zehn Größenordnungen hinweg verfolgen. Die Studie legt die komplexen Wege offen, auf denen sich protostellare Scheiben bilden, und zeigt, dass Magnetfelder eine zentrale Rolle bei ihrer Entstehung und frühen Entwicklung spielen.

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