Scheibe und Materieakkretion in einem Doppelprotostern-System, beobachtet mit dem Radioteleskop ALMA. Dieses Doppelprotostern-System, das sich von V347 Aur unterscheidet (bei dem der Begleiter brauner Zwerg 10-mal weniger massiv ist als der zentrale Stern), illustriert die Komplexität der Materieströme von der Scheibe zu den Sternen innerhalb eines Protobinar-Systems. V347 Aur befindet sich viel zu nahe an seinem braunen Zwerg-Begleiter, um ähnlich von ALMA abgebildet werden zu können.
© ALMA / ESO / NRAO / NAOJ, Alves et al 2019
V347 Aurigae ist ein Protostern, der nur wenige hunderttausend Jahre alt ist, also ein Baby von kaum ein paar Tagen, wenn man das Leben eines solchen Sterns mit dem menschlichen Leben vergleicht. Der Stern befindet sich im Sternbild Fuhrmann (Auriga) und ist im Winterhimmel um die Weihnachtszeit zu sehen. Seit einigen Jahren zieht dieser Protostern die Aufmerksamkeit der Astronomen aufgrund seiner regelmäßigen Lichtausbrüche auf sich, ähnlich wie ein Leuchtturm oder eine Weihnachtslichterkette, wodurch er vorübergehend bis zu 100-mal heller wird.
Durch die Beobachtung dieses Objekts über mehr als 3 Jahre mit SPIRou, dem Exoplanetenjäger, der am Irap montiert und am Canada-France-Hawaii-Teleskop installiert wurde, konnte ein Forscherteam zeigen, dass diese Lichtausbrüche auf einen jungen Begleiter mit einer zehnmal geringeren Masse zurückzuführen sind, einen braunen Zwerg mit etwa 30 Jupitermassen, der V347 Aur umkreist.
Dieser braune Zwerg beschreibt eine Ellipse um V347 Aur, wobei sich die beiden Himmelskörper alle 155 Tage einander nähern und wieder voneinander entfernen und dabei Instabilitäten in der Materiescheibe auslösen, die das neu entstehende Binärsystem umhüllt und versorgt.
In diesen Phasen destabilisiert sich die Materie in der Scheibe und stürzt auf V347 Aur, der dann vorübergehend bis zu 100-mal heller wird. SPIRou ist auch ein Spektropolarimeter, das das Magnetfeld von Sternen mithilfe tomographischer Techniken, die von der medizinischen Bildgebung inspiriert sind, kartieren kann.
Lichtausbrüche des Protosterns V347 Aur im Laufe der letzten 10 Jahre (BJD: Baryzentrisches Julianisches Datum), die in den intensivsten Episoden um den Faktor 100 (5 Magnituden) zunehmen können. Die grünen Pfeile kennzeichnen das Datum der SPIRou-Beobachtungen von V347 Aur, die von Oktober 2019 bis April 2023 durchgeführt wurden.
Das Team konnte so das Magnetfeld von V347 Aur und seine zeitliche Entwicklung rekonstruieren und zeigen, dass es ebenfalls alle 155 Tage schwankt, was auf einen magnetischen Zyklus hinweist, der dem bekannten Dynamo-Zyklus der Sonne ähnlich ist, jedoch viel schneller abläuft und durch die Orbitalbewegung von V347 Aur ausgelöst wird, daher der vorgeschlagene Name 'gepulste Dynamo' für diesen originellen Mechanismus.
Dieses Ergebnis veranschaulicht wunderbar die Fähigkeiten von SPIRou, die komplexen physikalischen Mechanismen bei der Entstehung von Sternen und Planeten zu entschlüsseln, für deren detaillierte Untersuchung das Instrument entwickelt wurde.
Referenzen:
J -F Donati, P I Cristofari, A Carmona, K Grankin, SPIRou monitoring of the protostar V347 Aur: binarity, magnetic fields, pulsed dynamo, and accretion, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 534, Issue 1, Oktober 2024, Seiten 231-250.