Astronomen haben vier zuvor verborgene Weiße Zwerge in nahen Doppelsternsystemen direkt bestätigt. Jedes System liegt innerhalb von 65 Lichtjahren von der Erde, und eines enthält den neuntnächsten bekannten Weißen Zwerg zur Sonne.

Die Entdeckungen wurden von Forschern der University of Warwick und der University of Colorado Boulder gemacht. Ihre Ergebnisse wurden in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) veröffentlicht.

Jeder Weiße Zwerg umkreist einen Roten Zwergstern. Da die Roten Zwerge größer und heller erscheinen, sahen die Systeme im sichtbaren Licht aus, als enthielten sie nur einen einzelnen Stern. Die neuen Beobachtungen zeigten, dass alle vier nahen Roten Zwerge Weiße-Zwerg-Begleiter verbargen.

Erstautorin Dr. Mairi O'Brien, Research Fellow an der University of Warwick, sagte: „Nahe isolierte Weiße Zwerge sind normalerweise leicht zu finden, aber wir konnten diese vier Sterne im sichtbaren Wellenlängenbereich nicht direkt sehen, weil ihre Roten-Zwerg-Begleiter ihr Licht überstrahlten. Es ist eine Erinnerung daran, dass wir selbst in unserer eigenen kosmischen Nachbarschaft noch Überraschungen finden können, wenn wir auf die richtige Weise und bei den richtigen Wellenlängen suchen.“

Astronomen haben jahrzehntelang sorgfältig Sterne in der Nähe der Sonne katalogisiert, doch Weiße Zwerge in Systemen wie diesen bleiben schwer zu entdecken. Die vier Systeme fielen auf, weil ihre sichtbaren Sterne eine ausgeprägte radiale Taumelbewegung zeigten. Diese Bewegung tritt auf, wenn sich ein Stern leicht auf die Erde zu und von ihr weg bewegt, während ein unsichtbares, massereiches Objekt ihn auf seiner Umlaufbahn zieht. Der Taumel deutete darauf hin, dass jeder Rote Zwerg einen verborgenen Begleiter hatte.

Die Forscher nutzten ultraviolette Spektrographendaten des Hubble-Weltraumteleskops, um die vier Systeme genauer zu untersuchen. Weiße Zwerge sind im ultravioletten Licht in der Regel viel leichter zu erkennen. Rote Zwerge können jedoch starke Fackeln erzeugen, die das ultraviolette Signal eines Weißen Zwergs imitieren, was die Bestätigung erschwert. Um die wahren Signale von den Effekten stellarer Fackeln zu trennen, entwickelte das Team spezielle Kalibrierungsmethoden. Diese Analyse bestätigte offiziell, dass alle vier Systeme Weiße Zwerge enthielten.

Eines der Systeme, G 203-47, war besonders rätselhaft. Obwohl es nur 25 Lichtjahre entfernt ist, brauchten Astronomen 27 Jahre, nachdem sie seinen radialen Taumel entdeckt hatten, um den verborgenen Weißen Zwerg zu identifizieren. Das Objekt wird nun als der neuntnächste Weiße Zwerg zur Sonne anerkannt.

G 203-47 verhält sich auch anders als ähnliche Doppelsternsysteme. Sein Roter Zwerg benötigt mehr als 100 Tage für eine vollständige Rotation, obwohl er den Weißen Zwerg alle 14,9 Tage umkreist. Unter normalen Umständen würde man erwarten, dass die Gravitationswechselwirkung zwischen zwei eng umlaufenden Sternen ihre Bewegung durch Gezeitenkopplung synchronisiert. Mond und Erde sind ein vertrautes Beispiel, da dem Mond immer dieselbe Seite zur Erde zeigt. Bei G 203-47 rotiert der Rote Zwerg jedoch viel zu langsam, um mit seiner Umlaufbahn synchronisiert zu sein.

Co-Autor Dr. David Wilson, Research Associate an der University of Colorado Boulder, sagte: „Das Faszinierende ist, dass G 203-47 nicht so langsam rotieren sollte, wenn es sich auf die gleiche Weise wie ähnliche Systeme gebildet hätte. Dies deutet darauf hin, dass diese Doppelsterne sehr unterschiedliche Entwicklungsgeschichten hatten. Einige durchlitten frühe gewalttätige, langwierige Wechselwirkungen, die sie gezeitenkoppelten. Andere, wie G 203-47, erlebten sanftere, kürzere Begegnungen, die sie in diesem ungewöhnlichen Zustand zurückließen.“

Die ungewöhnliche Rotation von G 203-47 legt nahe, dass nicht alle Weiße-Zwerg- und Rote-Zwerg-Paare durch denselben Prozess entstanden sind. Einige Systeme haben möglicherweise lange und intensive Wechselwirkungen in ihrer frühen Geschichte erlebt, die dazu führten, dass die Sterne gezeitenkoppelt wurden. Andere haben möglicherweise für einen kürzeren Zeitraum und mit weniger Kraft interagiert, sodass ihre Rotationen nicht synchronisiert blieben.

Die vier Entdeckungen haben es Astronomen auch ermöglicht, die Zählung der Weißen Zwerge innerhalb von 20 Parsec (65 Lichtjahre) zu überarbeiten. Frühere Populationsmodelle sagten voraus, dass etwa 4 bis 5 eng umlaufende Weiße Zwerge