Lange Zeit hat ein Doppelsternsystem in unserer Milchstraße Forschern Rätsel aufgegeben: Warum weichen die Umlaufbahnen der Sterne von DI Herculis deutlich ab von den theoretischen Vorhersagen? Jetzt sind Wissenschaftler bei der Antwort auf diese Frage einen entscheidenden Schritt weiter gekommen. Sie konnten zeigen, die Rotationsachsen des Doppelsterns tatsächlich ganz anders ausgerichtet sind als bislang angenommen. Die Forscher berichten über ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Nature“.
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Unter den 100 Milliarden Sternen unserer Milchstraße befinden sich zu einem großen Teil Sternenpaare, so genannte Doppelsterne, die zumeist gemeinsam entstanden sind und umeinander kreisen. Die Orientierung ihrer Bahnebenen verändert sich im Laufe der Zeit auf charakteristische Weise. Diese Veränderungen werden zum Beispiel durch die Gravitationswirkung anderer Sterne und Planeten hervorgerufen. Der als Präzession bezeichnete Vorgang ähnelt einem sich drehenden Kreisel, dessen Rotationsachse bei der Drehbewegung taumelt.
Zweifel an der allgemeinen Relativitätstheorie nötig?
Bei fast allen Doppelsternsystemen entsprach die gemessene Präzession der Astronomen den Vorhersagen in der Theorie. Eine Ausnahme machte jedoch bislang der DI Herculis genannte Doppelstern, der sich in etwa 2.000 Lichtjahren Abstand von der Erde befindet. Dort sind die beobachteten Veränderungen der Bahnebenen viermal langsamer als sie es aufgrund der gemessenen Eigenschaften des Sternsystems sein sollten. Dieses ungewöhnliche Phänomen hat zwischenzeitlich schon für Zweifel an der allgemeinen Relativitätstheorie gesorgt.
Charakteristische Effekte von DI Herculis aufgezeichnet
Um die ungewöhnlichen Bahnbewegungen aufklären zu können, hat das internationale Forscherteam an dem auch Sabine Reffert vom Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg beteiligt war, charakteristische Effekte von DI Herculis aufgezeichnet und ausgewertet: Da die Doppelsterne nur einen geringen Abstand zueinander haben, erscheinen sie am Himmel wie ein einzelner Stern. Zufälligerweise umkreisen sie sich innerhalb von zehn Tagen so, dass ihre Bahnebene in Blickrichtung zur Erde liegt. Beide Sterne bedecken sich dabei immer wieder gegenseitig, so dass ihre Gesamthelligkeit periodisch abgeschwächt wird.
In diesem Zusammenhang haben die Forscher eine Vielzahl optischer Spektren des Doppelsterns analysiert. Sie nutzten dabei Methoden, die bei der Suche nach extrasolaren Planeten eingesetzt werden. Auf diese Weise konnten die Experten den Grund für die langsame Präzession aufdecken: Bisher wurde angenommen, dass in Doppelsternsystemen die Rotationsachsen beider Sterne parallel ausgerichtet sind und senkrecht zur Bahnebene stehen. Bei DI Herculis liegen diese jedoch fast in der Bahnebene und weisen damit große Unterschiede in ihrer Ausrichtung auf – was die Umlaufbahn der beiden Sterne beeinflusst und zu einer Abweichung von den theoretischen Vorhersagen führt.
Ergebnisse überraschen Forscher
„Vieles spricht dafür, dass die beiden Sterne an Ort und Stelle gemeinsam entstanden sind. Dass sich hierbei eine derart große Differenz bei der Ausrichtung der Rotationsachsen entwickeln kann, ist völlig überraschend und fordert nun die Theoretiker heraus, ein derartiges Verhalten zu erklären“, betont Reffert. „Möglicherweise ist die Entstehung von Planeten- und Doppelsternsystemen noch komplexer und dynamischer als bislang vermutet.“
(idw – Universität Heidelberg, 28.09.2009 – DLO)
