V471 Tauri

Chandra - Ein Blick ins Universum im Röntgenlicht

(Originalarbeit unter https://chandra.harvard.edu)

Stern zeigt, daß er das richtige Material besitzt

NASA/CXC/SAO/J. Drake et al.

Das System V471 Tauri umfaßt einen Weißen Zwerg (der erste Stern) in einer engen Umlaufbahn – ein dreißigstel der Entfernung zwischen Merkur und Sonne – mit einem normalen, sonnenähnlichen Stern (der zweite Stern). Der Weiße Zwerg war einst ein Stern, der mehrere Mal massereicher als die Sonne war. Die Chandra-Daten von diesem System liefern die bis jetzt besten Hinweise dafür, daß ein Stern von seinem Begleiter eingehüllt sein kann und dies überlebt.

Das Bild zeigt mit Chandra’s Low Energy Transmission Grating Spectrometer gewonnene Spektren von zwei einzelnen Sternen und V471 Tauri: ein Roter Riese (Beta Ceti, oben), V471 Tauri und ein sonnenähnlicher Stern (Epsilon Eridani). Die Spitze im Spektrum, die auf Kohlenstoffionen zurückzuführen ist, ist im Roten Riesen viel kleiner als im sonnen-ähnlichen Stern, während die Kohlenstoffspitze in V471 zwischen den beiden anderen Objekten liegt. Diese Unterschiede liefern wichtige Anhaltspunkte auf die unterschiedlichen Entwicklungsgeschichten der Sterne.

Fusionsreaktionen im Kern eines solchen Sterns wandelt Kohlenstoff über einen Zeitraum von ungefähr einer Milliarde Jahren in Stickstoff um. Wenn der nukleare Brennstoff im Kern des Sterns zu Ende geht, zieht sich der Kern zusammen und löst noch energiereichere Kernreaktionen aus, die den Stern dazu bringen, sich auszudehnen und in einen Roten Riesen zu verwandeln, bevor er letztendlich kollabiert und zu einem Weißen Zwerg wird.

Das an Kohlenstoff arme Material im Kern des Roten Riesen vermischt sich mit dem äußeren Teil des Sterns, so daß dessen Atmosphäre im Vergleich mit sonnenähnlichen Sternen einen Mangel an Kohlenstoff aufweist, wie es die Darstellung für Beta Ceti zeigt. Wenn ein Roter Riese Teil eines sich eng umkreisenden Doppelsternsystems ist, kann die Entwicklung des zweiten Sterns dramatisch beeinflußt werden.

Theoretische Berechnungen zeigen, daß der Rote Riese seinen Begleiter vollständig einhüllen kann. Während dieser gemeinsamen Phase der Umhüllung veranlaßt Reibung den Begleiter schnell nach innen zu wandern, wo er durch den Roten Riesen entweder zerstört wird oder er überlebt, wenn viel von der Hülle des Roten Riesen abgestoßen wird.

Falls es dem Begleiter gelingt dies zu überstehen, wird er die Zeichen seiner Geduldsprobe in Form einer Verunreinigung mit kohlenstoffarmen Material, das er akkretierte, während er innerhalb der Hülle des Roten Riesen kreiste, mit sich tragen. Das Röntgenspektrum von V471 Tauri im mittleren Bildteil zeigt genau diesen Effekt – die Kohlenstoffspitze liegt zwischen dem eines sonnenähnlichen Sterns und einem einzelnen Roten Riesen. Die Daten lassen erkennen, daß ungefähr 10 Prozent der Sternmasse des Begleiters von dem Roten Riesen akkretiert worden ist.

In der Zukunft kann der Begleiter sich revanchieren. Er wird sich ausdehnen und Material auf den ihn einst umhüllenden Roten Riesen, der nun in seiner Entwicklung zu einem Weißen Zwerg fortgeschritten ist, zurückgeben. Wenn genügend Material auf den Weißen Zwerg übertragen worden ist, könnte es den Weißen Zwerg dazu bringen, in einer Supernova zu explodieren.