Mithilfe der Exoplaneten-Jagd-Raumsonde der NASA, dem Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), haben Wissenschaftler ein rekordverdächtiges Dreifachsternsystem entdeckt, das so eng miteinander verbunden ist, dass es problemlos zwischen die Sonne und ihren nächsten Planeten, Merkur, passt.
Das System mit der Bezeichnung TIC 290061484 enthält Zwillingssterne, die alle 1,8 Erdentage einmal umeinander kreisen, sowie einen dritten Stern, der dieses Paar alle 25 Erdentage einmal umkreist. Die extrem enge Umlaufbahn dieses Dreifachsternsystems, das sich knapp 5.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwan, der Schwan, befindet, macht es zu einem Rekordbrecher.
Der bisherige Rekordhalter für die engste Umlaufbahn um ein Dreisternsystem war Lamba Tauri, das 1956 den Rekord aufstellte, als sein dritter Stern 33 Tage brauchte, um seine inneren Zwillingssterne zu umkreisen.
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Zum Entdeckungsteam gehörten Bürgerwissenschaftler, die sich im Rahmen des inzwischen abgeschlossenen Planet Hunters-Projekts trafen, das von 2010 bis 2013 lief. Die Amateure schlossen sich mit professionellen Astronomen zusammen und gründeten die seit einem Jahrzehnt bestehende Zusammenarbeit der Visual Survey Group.
„Dank der kompakten Edge-on-Konfiguration des Systems können wir die Umlaufbahnen, Massen, Größen und Temperaturen seiner Sterne messen“, sagte Teammitglied Veselin Kostov vom Goddard Space Flight Center der NASA und Teil des SETI-Instituts in einer Erklärung . „Wir können untersuchen, wie sich das System gebildet hat, und vorhersagen, wie es sich weiterentwickeln könnte.“
Die Gesellschaft von Three
Das Team geht davon aus, dass das Sternensystem TIC 290061484 äußerst stabil ist, da die Sterne einander in nahezu derselben Ebene umkreisen. Wenn die Umlaufbahnen der Sterne in verschiedene Richtungen geneigt wären, würden ihre Gravitationseinflüsse ihre Umlaufbahnen stören und das System instabil machen.
Diese Stabilität wird jedoch nicht ewig anhalten – vielleicht ein paar Millionen Jahre. Obwohl das für uns eine lange Zeit ist, ist es in unserem 13,8 Milliarden Jahre alten Kosmos ein Wimpernschlag. Und Saul Rappaport, Mitglied des Teams der Visual Survey Group, Physikprofessor am Massachusetts Institute of Technology (MIT), erinnert uns mit Blick auf das Schicksal der TIC 290061484-Sterne: „Hier lebt niemand.“
Während die Zwillingssterne im Herzen dieses Dreifachsternsystems altern, werden sie sich nach außen ausdehnen und schließlich verschmelzen. Dies wird in etwa 20 bis 40 Millionen Jahren eine gewaltige Supernova-Explosion auslösen. Glücklicherweise ist es unwahrscheinlich, dass sich dies auf das Leben auf den Planeten rund um die drei Sterne auswirkt, da es anscheinend keine Planeten gibt, die nahe genug an den Sternen liegen, um Leben zu ermöglichen (zumindest so wie wir es kennen).
„Wir gehen davon aus, dass sich die Sterne gemeinsam aus demselben Wachstumsprozess gebildet haben, der verhindert hätte, dass sich Planeten in unmittelbarer Nähe um einen der Sterne gebildet hätten“, sagte Rappaport.
Es ist jedoch möglich, dass im System TIC 290061484 ein sehr weit entfernter Planet existiert, der die drei Sterne umkreist, als wären sie ein einziger.
Das Versprechen des römischen Teleskops
Das Team entdeckte das rekordverdächtige Dreifachsternsystem aufgrund des stroboskopischen Sternenlichts, das dadurch verursacht wurde, dass sich die Sterne von unserem Standort auf der Erde aus gesehen voreinander kreuzten.
Das Team nutzte maschinelles Lernen, um riesige Datenmengen von TESS zu analysieren und ein Muster zu erkennen, das auf diese Finsternisse hinweist. Anschließend riefen sie die Hilfe von Bürgerwissenschaftlern in Anspruch, um diese Daten weiter zu filtern, um interessante Signale zu erkennen.
„Wir suchen hauptsächlich nach Signaturen kompakter Mehrsternsysteme, ungewöhnlich pulsierender Sterne in Doppelsternsystemen und seltsamen Objekten“, sagte Rappaport. „Es ist spannend, ein System wie dieses zu identifizieren, weil es selten vorkommt, aber möglicherweise häufiger vorkommt, als die aktuellen Zahlen vermuten lassen.“
Das Team geht davon aus, dass noch viele weitere Systeme wie dieses über die Milchstraße verteilt sein werden und auf ihre Entdeckung warten. Einige könnten sogar kürzere Umlaufbahnen aufweisen als die Sterne des TIC 290061484-Systems. Die derzeitige Technologie reicht möglicherweise nicht aus, um diese eng miteinander verbundenen Dreifachsterne zu entdecken, aber Hilfe ist auf dem Weg.
Das Nancy Grace Roman Space Telescope, kurz „Roman“, soll frühestens im Mai 2027 starten und wesentlich detailliertere Bilder des Weltraums liefern als die von TESS gesammelten.
Der Exoplanetenjäger der NASA bietet einen weiten Blick auf den Kosmos, während Roman eine „vergrößerte“ Sicht einnehmen wird. Um dies ins rechte Licht zu rücken: Ein Raumbereich, der in einem Bild von TESS von einem einzelnen Pixel abgedeckt wird, wird in einem Bild von Roman satte 36.000 Pixel haben. Dies wird es Roman tatsächlich ermöglichen, tief in das Herz der Milchstraße zu blicken, wo die Sterne dicht an dicht gepackt sind.
„Wir wissen nicht viel über viele Sterne im Zentrum der Galaxie, außer den hellsten“, sagte Teammitglied und Goddard-Datenwissenschaftler Brian Powell. „Romans hochauflösende Ansicht wird uns helfen, das Licht von Sternen zu messen, die normalerweise ineinander verschwimmen, und uns so den bisher besten Einblick in die Natur der Sternensysteme in unserer Galaxie bieten.“
Eine der Hauptaufgaben von Roman wird darin bestehen, das Licht von Hunderten Millionen Sternen zu überwachen, was Astronomen dabei helfen soll, den Blitzeffekt zu erkennen, der das TIC 290061484-System enthüllte.
„Wir sind neugierig, warum wir solche Sternsysteme mit noch kürzeren äußeren Umlaufzeiten nicht gefunden haben“, erklärte Powell. „Roman sollte uns helfen, sie zu finden und uns näher daran bringen, herauszufinden, wo ihre Grenzen liegen könnten.“
Roman könnte es Wissenschaftlern sogar ermöglichen, dicht gepackte Sternsysteme mit mehr als drei Sternen, vielleicht sogar sechs, zu entdecken, die wie Bienen in einem Bienenstock umeinander schwirren.
„Bevor Wissenschaftler dreifach verdunkelnde Dreifachsternsysteme entdeckten, hatten wir nicht damit gerechnet, dass sie da draußen wären“, sagte Teammitglied Tamás Borkovits vom Baja-Observatorium in Ungarn in der Erklärung. „Aber als wir sie gefunden hatten, dachten wir: Warum nicht?
„Auch Roman könnte noch nie zuvor gesehene Kategorien von Systemen und Objekten enthüllen, die Astronomen überraschen werden.“
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am Dienstag (2. Oktober) im Astrophysical Journal veröffentlicht.
