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10.03.2010

Schneller geht's nimmer: In nur 5,4 Minuten umkreisen die beiden Sterne des Doppelsternsystems HM Cancri einander. Das ist Rekord. Und Cancri ist dazu uch noch der engste bisher entdeckte Doppelstern. Die extrem kurze Umlaufzeit hat ein internationales Forschercherteam um Gijs Roelofs vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge (USA) mit einem der größten Teleskope der Welt entdeckt. Die Beobachtung sei aufgrund der großen Entfernung zur Erde und der geringen Helligkeit eine große Herausforderung gewesen, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift " The Astrophysical Journal Letters".

Bekannt ist den Astronomen HM Cancri seit 1999. Die Forscher waren damals auf eine Quelle von Röntgenstrahlen gestoßen, die sie später als Doppelsternsystem identifizierten. Fast 16.000 Lichtjahre sind die beiden Weißen Zwerge - ausgebrannte Sonnen, die die Helium, Kohlenstoff und Sauerstoff in einer stark verdichteten Form enthalten - von der Erde entfernt.

Schon bei der Erstentdeckung vermuteten die Astronomen, dass die periodische Bewegung um den gemeinsamen Schwerpunkt nur etwa fünf Minuten dauert. Allerdings war lange Zeit unklar, ob das auch die wirkliche Umlaufzeit des Sternensystems darstellt.

Materie fließt von einem Stern zum anderen

Für ihre neuen Beobachtungen nutzten Gijs Roelofs und seine Kollegen Tom Marsh und Danny Steeghs von der University of Warwick in Großbritannien eines der größten Teleskope der Welt: das Keck-Teleskop auf Hawaii. Mittels ihrer Aufnahmen analysierten sie Veränderungen in den Spektrallinien des Lichts, das von dem Doppelsternsystem ausgesendet wird. Diese Veränderungen gehen auf einen Doppler-Effekt zurück, der hier durch die Kreisbewegung der Sterne erzeugt wird. Der Doppler-Effekt führt dazu, dass sich die Spektrallinien periodisch jeweils in kürzere oder in längere Wellenlängenbereiche verschieben.

Dadurch konnten die Wissenschaftler erstmals nachweisen, dass die Umlaufzeit des Sternsystems tatsächlich nur 5,4 Minuten beträgt. Das bringt HM Cancri nun den astronomischen Rekord ein. Es ist aber nicht der einzige Rekord: Der Durchmesser beträgt nur etwa ein Viertel des Abstandes von der Erde zum Mond - was HM Cancri auch zum engsten bekannten Doppelstern macht. "Das System ist in mehrfacher Hinsicht faszinierend", sagt Tom Marsh. "Die beiden Weißen Zwerge liegen so nah beieinander, dass Materie von einem Stern zum anderen fließt und dort auf den Äquator fällt. Dort setzt sie im gesamten Röntgenstrahlenbereich mehr Energie frei als die Sonne."

Zudem könnte das Sternsystem eine wichtige Quelle von Gravitationswellen sein. "Wir wissen, dass das System aus zwei normalen Sternen entstanden sein muss, die irgendwann ineinander gestürzt sind", sagt Gijs Nelemans von der Radboud University in Nijmegen in den Niederlanden, einer der Autoren der Studie. Bei diesem Vorgang entsteht ein Neutronenstern, der trotz seines kleinen Volumens eine extrem große Masse besitzt.

"Das System muss daher eine der produktivsten Quellen von Gravitationswellen sein, welche Störungen in der Raumzeit erzeugen", sagt Nelemans. "Wir hoffen, diese Störungen in zukünftigen Untersuchungen direkt beobachten zu können. HM Cancri könnte dabei eine Schlüsselrolle spielen."