Als Astronomen ein Sternenpaar im Herzen einer beeindruckenden Wolke aus Gas und Staub beobachteten, waren sie überrascht. Sternenpaare sind normalerweise sehr ähnlich, wie Zwillinge, aber im Fall von HD 148937 scheint einer der Sterne jünger zu sein und, im Gegensatz zum anderen, magnetisch zu sein.
Neue Daten des Europäischen Südsternwarte (ESO) legen nahe, dass das System ursprünglich aus drei Sternen bestand, bis zwei von ihnen kollidierten und verschmolzen. Dieses gewalttätige Ereignis hat die sie umgebende Wolke erzeugt und das Schicksal des Systems für immer verändert.
Der Nebel (NGC 6164/6165), der HD 148937 in sichtbarem Licht umgibt.
"Bei meinen Forschungen war ich von der Besonderheit dieses Systems fasziniert", erklärt Abigail Frost, Astronomin am ESO in Chile und Hauptautorin der heute in Science veröffentlichten Studie. Das System, HD 148937, befindet sich in etwa 3800 Lichtjahren Entfernung von der Erde, in Richtung des Sternbilds Norma.
Es besteht aus zwei Sternen, die viel massiver als die Sonne sind und von einem herrlichen Nebel, einer Wolke aus Gas und Staub, umgeben sind. "Ein Nebel, der zwei massive Sterne umgibt, ist eine Seltenheit, und das gab uns das Gefühl, dass etwas Cooles in diesem System passiert sein muss. Je mehr wir diese Daten untersuchten, desto mehr wuchs diese Empfindung."
"Nach einer detaillierten Analyse konnten wir feststellen, dass der massivere Stern viel jünger zu sein scheint als sein Begleiter, was keinen Sinn ergibt, da sie gleichzeitig hätten entstehen müssen!" erklärt Abigail Frost. Der Altersunterschied - ein Stern scheint mindestens 1,5 Millionen Jahre jünger zu sein als der andere - legt nahe, dass etwas den massiveren Stern verjüngt haben muss.
Ein weiteres Puzzlestück ist der Nebel, der die Sterne umgibt, bekannt unter dem Namen NGC 6164/6165. Er ist 7.500 Jahre alt, was hundertmal jünger ist als die beiden Sterne. Der Nebel weist auch sehr große Mengen an Stickstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff auf, was überraschend ist, da diese Elemente normalerweise im Inneren eines Sterns erwartet werden, nicht außerhalb; es ist, als ob ein gewaltsames Ereignis sie freigesetzt hätte.
Weitwinkelansicht der Region des Himmels um den Nebel NGC 6164/6165.
Um dieses Rätsel zu lösen, hat das Team neun Jahre Daten von den Instrumenten PIONIER und GRAVITY gesammelt, die beide am Very Large Telescope Interferometer (VLTI) des ESO installiert sind, das sich in der Atacama-Wüste in Chile befindet. Sie nutzten auch Archivdaten des Instruments FEROS am ESO-Observatorium La Silla.
"Wir denken, dass dieses System ursprünglich mindestens drei Sterne enthielt; zwei davon mussten irgendwann in der Umlaufbahn nahe beieinander gewesen sein, während ein anderer Stern viel weiter entfernt war", erklärt Hugues Sana, Professor an der KU Leuven in Belgien und Hauptverantwortlicher für die Beobachtungen. "Die beiden inneren Sterne sind gewaltsam verschmolzen, wodurch ein magnetischer Stern entstanden ist und Materie ausgestoßen wurde, die den Nebel erschuf. Der weiter entfernte Stern bildete eine neue Umlaufbahn mit dem neu verschmolzenen, magnetisch gewordenen Stern, und so entstand das Paar, das wir heute im Zentrum des Nebels sehen."
"Das Fusions-Szenario schwirrte mir bereits 2017 im Kopf herum, als ich die Beobachtungen von Nebeln mit dem Weltraumteleskop Herschel der Europäischen Weltraumorganisation studierte", fügt der Mitautor Laurent Mahy hinzu, derzeit Senior Researcher am Königlichen Observatorium Belgien. "Die Entdeckung eines Altersunterschieds zwischen den Sternen legt nahe, dass dieses Szenario am plausibelsten ist, und erst mit den neuen Daten des ESO war es möglich, dies zu beweisen."
Dieses Szenario erklärt auch, warum einer der Sterne im System magnetisch ist, während der andere es nicht ist - eine weitere besondere Eigenschaft von HD 148937, die in den VLTI-Daten festgestellt wurde.
Gleichzeitig hilft es, ein langjähriges Mysterium in der Astronomie zu lösen: Wie massive Sterne ihre Magnetfelder erhalten. Wenn Magnetfelder eine gängige Eigenschaft von Sternen geringer Masse wie unserer Sonne sind, können massivere Sterne nicht auf die gleiche Weise Magnetfelder aufrechterhalten. Dennoch sind einige massive Sterne tatsächlich magnetisch.
Astronomen vermuteten schon seit einiger Zeit, dass massive Sterne Magnetfelder durch die Verschmelzung von zwei Sternen erlangen könnten. Aber dies ist das erste Mal, dass Forscher direkte Beweise für dieses Phänomen finden. Im Fall von HD 148937 muss die Fusion erst kürzlich stattgefunden haben. "Magnetismus in massiven Sternen sollte nicht sehr lange im Vergleich zur Lebensdauer des Sterns anhalten, es scheint also, dass wir dieses seltene Ereignis kurz nach seinem Eintreten beobachtet haben", fügt Abigail Frost hinzu.
Das Extremely Large Telescope (ELT) des ESO, das derzeit in der chilenischen Atacama-Wüste gebaut wird, wird den Forschern ermöglichen, genauer zu verstehen, was im System passiert ist, und vielleicht weitere Überraschungen aufdecken.
Quelle: ESO