Fünfzig neue Sternsysteme zeigen Helligkeitsschwankungen nach einem Muster, das an die regelmäßigen Schläge eines Herzens erinnert.
Bei diesen Objekten handelt es sich nicht um einzelne Sterne. Jedes besteht aus zwei Sternen, die sich auf einer stark elliptischen Umlaufbahn umeinander bewegen. Daher verbringen sie einen großen Teil ihrer Bahn relativ weit voneinander entfernt und kommen sich dann in regelmäßigen Abständen sehr nahe. Bei dieser Annäherung verändert sich ihr Licht auf charakteristische Weise.
Künstlerische Darstellung eines Systems aus „schlagenden Sternen“ bei seiner engen Begegnung auf einer stark elliptischen Umlaufbahn.
Quelle: NASA/JPL-Caltech
Die Gravitation jedes Sterns zieht dann stärker an seinem Begleiter. Die beiden Himmelskörper können leicht verformt werden, wodurch sich die von der Erde aus empfangene Lichtmenge verändert; außerdem können im Inneren der Sterne Schwingungen ausgelöst werden. Auf einer Kurve, die ihre Helligkeit im Laufe der Zeit darstellt, ergibt das Ganze eine Form, die an einen Herzschlag erinnert.
Astronomen sprechen daher von „schlagenden Sternen“, obwohl sich in diesen Systemen natürlich kein Herz befindet. Um neue Beispiele aufzuspüren, kombinierte das Team zwei Arten von Messungen. Das Weltraumteleskop TESS verfolgte die Helligkeitsschwankungen. Das APOGEE-Programm lieferte anhand ihres Lichts Messungen der Bewegung der Sterne.
Diese Kombination ermöglichte die Identifizierung von 50 Systemen. Anschließend passten die Forschenden ihre Beobachtungen an ein Modell an, das die erwartete Lichtveränderung beschreibt. So schätzten sie mehrere Eigenschaften der Umlaufbahnen, darunter deren Dauer, ihre stark elliptische Form und ihre Ausrichtung im Verhältnis zur Erde.
Für einige Systeme, für die ausreichend APOGEE-Messungen vorliegen, kann das Team auch Informationen über die Masse des Begleitsterns gewinnen. Diese Daten ermöglichen es, zu untersuchen, was geschieht, wenn sich zwei Sterne regelmäßig annähern, ohne unbedingt miteinander in Kontakt zu kommen.
Das Interesse geht über die bloße Suche nach ungewöhnlichen Objekten hinaus. Die durch die Gravitation verursachten Verformungen können die Materie eines Sterns in Bewegung versetzen: Indem sie die daraus resultierenden Schwingungen beobachten, verfügen Astronomen über eine indirekte Möglichkeit, das normalerweise dem Blick verborgene Innere eines Sterns zu untersuchen.
Die neue Stichprobe bietet nun 50 zusätzliche Ziele, um die Wirkung der wiederholten Annäherungen genauer zu messen. Längerfristige Beobachtungen können die Massen und Umlaufbahnen präzisieren und diese Parameter anschließend mit den in jedem Stern beobachteten Schwingungen in Verbindung bringen.