Ein junges Sternenüberbleibsel neben einem kosmischen Taktgeber

Der Millisekundenpulsar NGC 362D hat einen ungewöhnlich jungen Begleiter: einen sehr massearmen Weißen Zwerg aus Helium. Das Doppelsternsystem liegt im Kugelsternhaufen NGC 362, einer dichten Ansammlung vieler Sterne. Der Weiße Zwerg hat schätzungsweise 0,18 Sonnenmassen und befindet sich noch in einer frühen Phase, bevor er vollständig abkühlt. Entwicklungsmodelle legen nahe, dass der Materietransfer zwischen den beiden Sternen erst vor rund 600 Millionen Jahren endete. 268

Wie das Doppelsternsystem entdeckt wurde

Radioastronomische Beobachtungen mit MeerKAT machten den Pulsar ausfindig. Seine Umlaufzeit von etwa 0,17 Tagen – rund 4,1 Stunden – weist ihn als Teil eines engen Doppelsternsystems aus. 68 Anschließend ordneten Forschende seiner Position eine Lichtquelle in tiefen Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops zu. Die Bilder waren mit mehreren Filtern und zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen worden. Die Analyse des Lichts ergab, dass es sich bei dem Begleiter um einen sehr massearmen Helium-Weißen-Zwerg handelt. 2

Die Beobachtungen ergänzen einander: MeerKAT erfasste den Pulsar und seine Umlaufbahn, während Hubble den lichtschwachen Begleiter sichtbar machte und seine Eigenschaften untersuchen ließ. 26

Warum der Weiße Zwerg als so jung gilt

Das Alter wurde nicht direkt gemessen. Forschende verglichen stattdessen die beobachteten Eigenschaften des Weißen Zwergs mit aktualisierten Modellen zur Entwicklung von Doppelsternen. Daraus ergibt sich, dass die Phase des Materietransfers vor ungefähr 0,6 Milliarden Jahren endete. 2

Das System könnte damit einen seltenen Blick auf die Zeit kurz nach dem Materieaustausch ermöglichen. Für diese Einordnung sind sowohl die geringe Masse des Weißen Zwergs als auch sein Zustand vor der Abkühlungsphase wichtig. 2

Könnte den Weißen Zwerg noch Material umgeben?

Möglicherweise wurde gegen Ende des Materietransfers Material ausgestoßen, das den Weißen Zwerg noch umgibt. Ein Bericht zur Studie spricht von Hinweisen auf mögliches zirkumstellares Material. Zusammensetzung und Vorhandensein sind mit den hier vorliegenden Hinweisen jedoch nicht abschließend geklärt. 67

Das ist auch für die Beobachtung von Pulsaren interessant: Material in der Umgebung eines Begleitsterns kann unter bestimmten Bedingungen Radiosignale abschwächen oder verdecken. Dass dies bei NGC 362D tatsächlich geschieht, ist damit aber nicht belegt. 3

Was NGC 362D über Pulsare verraten kann

Nach dem sogenannten Recycling-Szenario nimmt ein Neutronenstern Materie von seinem Begleiter auf und gewinnt dabei an Drehgeschwindigkeit. Wenn der Materietransfer endet, kann der ehemalige Begleiter als Weißer Zwerg zurückbleiben. NGC 362D vereint einen schnell rotierenden Millisekundenpulsar mit einem Helium-Weißen-Zwerg und bietet damit eine Gelegenheit, diese Entwicklung vergleichsweise kurz nach dem Ende des Materietransfers zu untersuchen. 26

Millisekundenpulsare dienen Astronominnen und Astronomen außerdem als präzise kosmische Uhren. Ein junges Überbleibsel als Begleiter hilft dabei, die Folgen des Materietransfers zu erforschen – und zu prüfen, ob mögliches Restmaterial die Beobachtung der Radiopulse beeinflussen könnte. Für NGC 362D bleibt das eine offene Frage, kein nachgewiesenes Problem. 36