Gute Nachrichten für alle, die dachten, der Kosmos mache nur Drama: Astronomen haben 300 Lichtjahre von der Erde entfernt ein Sternsystem entdeckt, in dem ein kleiner Stern methodisch einen Braunen Zwerg verzehrt – nicht in einem explosiven Fressgelage, sondern bei einem gemächlichen, langgezogenen Mahl, das sich über Milliarden von Jahren erstrecken könnte.

Die meisten Planeten, einschließlich der Erde, umkreisen ihre Sterne in relativ stabilen Bahnen. Doch kommt man zu nahe, zieht die Schwerkraft einen in eine Einbahnstraßen-Umarmung. Wissenschaftler haben viele stabile Umlaufbahnen gesehen und eine Handvoll Sterne, die ihre planetaren Begleiter schnell verschlingen. Nun hat ein internationales Team unter der Leitung des MIT in einer am 5. Oktober in Nature Astronomy veröffentlichten Studie den unbeholfenen Mittelweg identifiziert: einen massearmen Stern, der stetig Material von einem anderen massearmen Objekt absaugt.

Das System mit der Bezeichnung ZTF J0440+2325 befindet sich etwa 300 Lichtjahre entfernt in der Milchstraße. Es ist das erste beobachtete Beispiel eines massearmen Sterns, der allmählich Materie von einem Braunen Zwerg abzieht – einem Objekt, das massereicher als ein typischer Planet, aber nicht massiv genug ist, um wie ein richtiger Stern Wasserstofffusion aufrechtzuerhalten. Und der Transfer ist so langsam, dass die Fütterung Hunderttausende von Jahren, möglicherweise sogar Milliarden, andauern könnte.

„Wenn wir an Sterne denken, die mit Planeten oder Braunen Zwergen interagieren, ist das Bild immer, dass der Stern irgendwann das andere Ding verschlingt“, sagt Kevin Burdge, Assistenzprofessor für Physik am MIT. „Das wird auch mit der Erde passieren, wenn die Sonne ein Roter Riese wird. Aber hier haben wir eine Alternative gefunden: Statt das Ding zu verschlingen, kann der Stern es allmählich fressen – Milliarden von Jahren lang.“

Zum MIT-Team gehören außerdem Aaron Householder, Kaitlyn Shin, Saul Rappaport, Joheen Chakraborty und Emma Chickles, mit Mitarbeitern vom Caltech, der University of Hawaii, dem Instituto de Astrofísica de Canarias und der Universidad de La Laguna in Spanien sowie dem Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Der erste Hinweis kam vom Zwicky Transient Facility (ZTF), das den Himmel nach Objekten absucht, deren Helligkeit sich ändert. Mit einem Teleskop am Palomar-Observatorium in Kalifornien fotografiert ZTF wiederholt große Teile des Nachthimmels und fängt plötzliche Ereignisse wie Supernovae, Gammastrahlenausbrüche und Neutronensternkollisionen ein.

Vor einigen Jahren bemerkte Burdge ein seltsames Muster in den ZTF-Daten. Astronomen verwenden Lichtkurven, um Helligkeitsänderungen zu verfolgen; Supernovae erzeugen typischerweise eine abgerundete, glockenähnliche Form. Doch dieses Signal zeichnete wiederholt etwas auf, das einem Dreieck ähnelte. „Ich erinnere mich, wie ich das zum ersten Mal sah und dachte: Sterne erzeugen keine dreieckigen Wellenformen wie diese“, erinnert er sich.

Damals untersuchten Burdge und Kollegen ein „Schwarze-Witwe-Binärsystem“ – ein System, in dem ein schnell rotierender Neutronenstern Material von einem kleineren Begleiter abstreift, benannt nach der Spinne, die ihr Männchen verschlingt. Sie fragten sich, ob das dreieckige Signal eine weitere Schwarze Witwe sein könnte. Doch typische Schwarze-Witwe-Binärsysteme zeigen einen starken Massenkontrast, der eine charakteristische Peitschenbewegung des kleineren Begleiters erzeugt. Dieses Signal zeigte nichts davon. „Wir sahen hier kein Hin- und Herpeitschen“, sagt Burdge. „Es ergab keinen Sinn. Wir konnten nicht erklären, was das war.“

Das führte zu einer anderen Idee: Vielleicht hatten beide Objekte relativ geringe Massen, sodass sie sanft umeinander kreisen konnten, ohne dramatische Bewegung. „Wenn das System insgesamt weniger Masse hat, können die Dinge sanft umeinander kreisen, ohne hin- und herzupeitschen“, sagt Burdge. „Das war die Idee. Aber wir hatten nie einen Beweis. Und dieses seltsame Dreieck blieb jahrelang einfach liegen.“

Schließlich kehrten Burdge und Aaron Householder, ein Doktorand am MIT-Department für Erd-, Atmosphären- und Planetenwissenschaften, zu dem Signal zurück. Mithilfe von ZTF-Daten lokalisierten sie die Quelle in etwa 300 Lichtjahren Entfernung. Dann richteten sie mehrere Teleskope auf ZTF J0440+2325, um es im Detail zu untersuchen.

Eine Schlüsselmessung war das Wackeln, das durch die gegenseitige Anziehungskraft der Objekte verursacht wird. Es war weitaus kleiner als das, was Schwarze-Witwe-Binärsysteme erzeugen. „Das war der eigentliche Knackpunkt“