David Buckley, ein Astronom aus Südafrika, erzählte der RIA Novosti von der Wiederentdeckung des erstaunlichsten Sterns der Milchstraße, der in den 1970er Jahren von sowjetischen Wissenschaftlern entdeckt wurde und sich als Schlachtfeld für zwei "Weltraumzwerge" herausstellte, von denen einer ein einzigartiger weißer Zwergpulsar ist.
„Als wir begannen, dieses Objekt zu beobachten und zu verstehen, was es war, schlugen unsere Kollegen vom Pressedienst sofort vor, unseren Artikel über seine Entdeckung Star Wars: Die Rache des Zwergs zu nennen. Dies ist ein wirklich einzigartiges Objekt, das alle Eigenschaften eines Pulsars aufweist, aber keines ist. Viele Menschen glauben immer noch nicht, dass dieses System so aussieht, wie wir es uns vorstellen “, sagte Buckley, der am Institut für Astronomie der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau einen Vortrag über die Entdeckung dieses Objekts hielt.
Folge 1: Die Phantombedrohung
Wie der südafrikanische Astronom betonte, wurde dieser Stern ursprünglich nicht von seinem wissenschaftlichen Team, sondern von sowjetischen Astronomen entdeckt. 1971 entdeckten sie einen ungewöhnlichen funkelnden Stern im Sternbild Skorpion und veröffentlichten eine Beschreibung in der Zeitschrift Astronomical Circular.
Sowjetische Wissenschaftler verfolgten die Schwankungen der Helligkeit des Sterns und betrachteten ihn als einen der ziemlich häufig vorkommenden variablen Sterne vom Typ Delta Shield, dessen Helligkeit sich aufgrund der Ausdehnung und Kontraktion der Oberflächenschichten alle paar Stunden ändert.
40 Jahre später, sagt Buckley, wurde dieser gewöhnliche Stern dank zweier praktisch zufälliger Umstände plötzlich zu einem der ungewöhnlichsten, interessantesten und einzigartigsten Objekte in der Milchstraße.
Zuerst wurde der Stern von Amateurastronomen bemerkt, die ungewöhnliche periodische Pulsationen in seiner Strahlung bemerkten, die ihre sowjetischen Vorgänger nicht gesehen hatten, und dann begann Buckley selbst, ihm zu folgen und die Instrumente eines der kürzlich gebauten südafrikanischen Radioteleskope zu überprüfen.
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„Die Entdeckung der außergewöhnlichen Eigenschaften dieses Sterns war ein Zufallsprodukt. Zufälligkeit und Intuition spielen eine große Rolle in der Astronomie. Sie sind eine der wichtigsten Möglichkeiten, etwas wirklich Interessantes zu entdecken. Wenn Menschen Zuschussanträge und den Bau von Teleskopen schreiben, machen sie in der Regel sehr spezifische Pläne für die Zukunft, aber es stellt sich normalerweise heraus, dass die interessantesten und bedeutendsten Entdeckungen in diesen Einrichtungen auf völlig zufällige Weise und in einem völlig anderen Bereich gemacht werden “, fährt der Astronom fort.
Laut Buckley ist diese Rolle von Unfällen in der Wissenschaft äußerst schlecht mit der Tatsache verbunden, dass „heute in der Welt im Allgemeinen und in der Wissenschaft im Besonderen Menschen gedeihen, deren Mentalität den Buchhaltern ähnlich ist. Sie entscheiden, wofür sie das Geld ausgeben, welche Vorteile sich aus diesen Ausgaben ergeben und welche experimentellen Ergebnisse erzielt werden sollen. Sie brauchen ein garantiertes Ergebnis, aber die Wissenschaft funktioniert ganz anders - Wissenschaftler sind wie Seeleute, die auf der Suche nach neuen Ländern und Kontinenten in den unerforschten Ozean gehen."
Buckley und seine britischen Kollegen Tom Marsh und Boris Gaensicke untersuchten vor zwei Jahren den "Weltraumozean" und stellten fest, dass Scorpios AR die "neue Weltraumerde" darstellt, die sie zu finden suchten.
Wie Buckley feststellte, zeigten die ersten Beobachtungen der Fackeln und des Verdunkelns des Sterns, dass sich seine Helligkeit tatsächlich nicht alle dreieinhalb Stunden ändert, wie die Messungen sowjetischer Wissenschaftler zeigten, sondern auch alle zwei Minuten. Gleichzeitig stieg die Helligkeit in allen Bereichen periodisch auf unglaublich hohe Werte an, beginnend mit Radiowellen und endend mit ultraviolettem Licht.
Dieses unerklärliche Verhalten des Sterns, erinnert sich der Wissenschaftler, erregte die Aufmerksamkeit vieler anderer Astronomen, und Buckley und seine Mitarbeiter hatten die Gelegenheit, den AR-Skorpion mit dem Hubble, dem Swift-Röntgenteleskop, dem VLT-Bodenobservatorium, dem ATCA-Funkobservatorium in Australien und einer Reihe anderer leistungsfähiger astronomischer Instrumente zu beobachten …
Folge 3: Rache des Zwergs
Diese Beobachtungen halfen Wissenschaftlern, ein sehr ungewöhnliches Spektrum von Fackeln zu entschlüsseln und zu verstehen, dass der "sowjetische" variable Stern tatsächlich aus zwei Hälften besteht: einem weißen Zwerg und einem roten Zwerg, deren exotische Wechselwirkung zu Fackeln führte. Darüber hinaus, wie sich später herausstellte, nicht eine, sondern zwei Serien von Fackeln unterschiedlicher Natur.
Wie dieses binäre System zustande kam, ist laut Buckley den Astronomen immer noch ein Rätsel. Es besteht aus einem weißen Zwerg, dessen Masse etwa dreimal geringer ist als die Masse der Sonne, und einem großen roten Zwerg, der etwas kleiner als die Sonne ist. Der Rote Zwerg ist im Gegensatz zum Weißen Zwerg, der einzigartige Eigenschaften besitzt, ein ganz gewöhnlicher Stern, obwohl er die Hauptquelle dieser Fackeln ist, die von Amateurastronomen bemerkt wurden.
Im Allgemeinen verhält sich der "rachsüchtige Zwerg", wie Buckley dieses Objekt nannte, eher wie Pulsare (rotierende Neutronensterne) als wie andere weiße Zwerge, die die Kerne ausgebrannter Sterne sind. Insbesondere dreht es sich unglaublich schnell, vollendet eine Umdrehung um seine Achse in 117 Sekunden und hat ein starkes Magnetfeld, dessen Stärke etwa 1,5 Milliarden Mal stärker ist als die des "magnetischen Schildes" der Erde.
Dieses Magnetfeld erzeugt laut Buckley und seinen Kollegen regelmäßig Strahlen von Radiowellen und geladenen Teilchen und sendet sie von den Magnetpolen des Weißen Zwergs in den Weltraum. Die Rotationsachse dieses Sterns ist durch einen glücklichen Zufall manchmal auf seinen "großen Bruder" gerichtet.
Infolgedessen fällt der Rote Zwerg alle zwei Minuten - die Umsatzzeit des Weißen Zwergs - vorübergehend unter das "Bombardement" des Weißen Zwergs und nimmt an einer Art "Sternenkrieg" teil.
Weiße Zwergsalven werden von Elektronen in der Atmosphäre des Roten Zwergs absorbiert, wodurch sie auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und diese Energie dann in Form von Licht, Wärme, Radiowellen und anderen Formen elektromagnetischer Strahlung abgeben. Aufgrund dessen steigt die Helligkeit von AR Scorpio für Sterne ähnlicher Masse auf unglaublich hohe Werte und übersteigt die zulässigen Werte um etwa eine Größenordnung.
„Jetzt interessiert uns am meisten, ob es im Universum noch andere Objekte dieser Art gibt. Wir diskutieren jetzt, wie wir nach solchen „weißen Pulsaren“suchen können, und analysieren Archive früherer Beobachtungen variabler Sterne in der Hoffnung, andere Beispiele für ein solches Verhalten weißer Zwerge zu finden “, fährt Buckley fort.
Nicht alle Astronomen stimmen dieser Erklärung zu. Dmitry Bisikalo, Direktor des Instituts für Astronomie der Russischen Akademie der Wissenschaften, erklärte der RIA Nowosti, dass es andere Erklärungen für die Entstehung dieser Fackeln gibt, die kein ständiges "Bombardieren" des Sterns mit Radiowellenstrahlen eines Weißen Zwergs oder die Wechselwirkung seines Magnetfelds mit der Materie eines Roten Zwergs erfordern. Andere Wissenschaftler bezweifeln im Allgemeinen, dass dieses System in der Form existiert, wie Buckley und seine Mitarbeiter es sich vorstellen.
Raumpolygon
Dennoch beobachten britische und südafrikanische Astronomen, wie Buckley selbst erklärte, weiterhin die AR des Skorpions und haben kürzlich neue Daten erhalten, die Astrophysikern helfen werden, zu verstehen, wie dieses System entstanden ist. Viele andere Wissenschaftler, die Buckleys Berechnungen zustimmen, glauben wiederum, dass dies als einzigartiges Testfeld für eine Vielzahl kosmologischer und astrophysikalischer Theorien dienen kann.
„Der AR des Skorpions emittiert eine große Anzahl von Elektronen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, und die Beobachtung ihrer Wechselwirkungen mit Wasserstoffwolken in der Nähe dieses Sterns kann uns helfen, einige Theorien zu testen, die relativistische Effekte beschreiben. Darüber hinaus versichern mir meine theoretischen Kollegen, dass dieser Stern eine interessante Quelle für Gravitationswellen sein kann und uns dabei helfen wird, zu überprüfen, ob das Photon Masse hat “, erklärt der Wissenschaftler.
Darüber hinaus wissen die Wissenschaftler noch nicht, wie dieses System entstanden ist - laut Buckley ist es für seine Existenz in seiner gegenwärtigen Form notwendig, dass sich der Weiße Zwerg irgendwie auf die Geschwindigkeit beschleunigt, die er heute hat. Dies wäre im Prinzip möglich, wenn er dem Roten Zwerg Materie "gestohlen" hätte, aber die Astronomen haben keine Spuren davon aufgezeichnet. Daher bleibt die Geschichte der Entwicklung dieser "Sternenkriege" sowie die Frage, wie solche Sterne das Erscheinungsbild der Galaxie beeinflussen können, Wissenschaftlern ein Rätsel.
Andererseits ist sich der südafrikanische Astronom sicher, dass solche Objekte nicht als Quelle mysteriöser schneller Funkfackeln dienen können, einer Art "Signale von Außerirdischen", über deren Natur Wissenschaftler seit fast zehn Jahren raten.
Ihm zufolge wird das neueste MeerKAT-Radioteleskop, das derzeit in Südafrika unter Beteiligung von Buckley im Bau ist, im nächsten Jahr gemeinsam mit dem russischen Netzwerk von MASTER-Teleskopen untersucht, die nach Spuren dieser Fackeln im sichtbaren Bereich suchen werden. Sie haben, wie der Astronom schlussfolgert, einen noch mysteriöseren Ursprung als Pulsare der Weißen Zwerge, und Beobachtungen von ihnen, so hofft der Wissenschaftler, werden dazu beitragen, eine weitere Lücke auf der Weltraumkarte der Ozeane zu schließen.
