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Sternentwicklung: Der jüngste Röntgendoppelstern: Circinus X-1

Der Röntgendoppelstern Circinus X-1 (Komposit-Aufnahme)

Ein Forscherteam um Sebastian Heinz von der University of Wisconsin-Madison stellte durch Beobachtungen mit dem Röntgensatelliten Chandra fest, dass die Röntgenquelle Circinus X-1 der jüngste bekannte Röntgendoppelstern in unserem Milchstraßensystem ist. Er befindet sich rund 27 000 Lichtjahre von uns entfernt im südlichen Sternbild Zirkel. Mit einem Höchstalter von 4600 Jahren, Sebastian Heinz geht sogar von einem wahrscheinlichen Alter von nur 2500 Jahren aus, wäre das System wesentlich jünger als alle vergleichbaren Röntgendoppelsterne in unserer Galaxis. Deren Alter betragen im Allgemeinen zwischen 100 000 bis mehrere Millionen Jahre.

Der Röntgendoppelstern Circinus X-1 | In diesem Komposit ist der Röntgendoppelstern Circinus X-1 im südlichen Sternbild Zirkel dargestellt. Die Röntgenstrahlung ist hier in blauen Farbtönen wiedergegeben, in Lila/Violett erscheinen Daten aus dem Radiowellenbereich. Den Hintergrund bildet eine Aufnahme im sichtbaren Licht aus dem Digital Sky Survey (DSS).

Circinus X-1 besteht aus einem Neutronenstern und einem gewöhnlichen Hauptreihenstern, die ihren gemeinsamen Schwerpunkt in 16,5 Tagen umrunden. Sie bewegen sich umeinander auf stark elliptischen Bahnen. Der Neutronenstern zieht ständig Gas von seinem Begleiter an. Dieses sammelt sich wegen der Erhaltung des Drehimpulses zunächst in einer Scheibe um den Sternrest an, bevor es auf ihn herabströmt. Bei diesem Prozess werden wegen der hohen Temperaturen im Umfeld des Neutronensterns große Mengen an Röntgenstrahlung freigesetzt, die Circinus X-1 zu einer der hellsten Röntgenquellen am Südhimmel machen.

Der Doppelstern ist von einem ausgedehnten Gasnebel umgeben. Von ihm nahmen die Astronomen bislang an, das er durch zwei Gasstrahlen, englisch: Jets, erzeugt wird, die aus dem unmittelbaren Umfeld des Neutronensterns freigesetzt werden und mit dem umgebenden interstellaren Medium wechselwirken. Der Neutronenstern von Circinus X-1 leuchtet im Röntgenbereich sehr hell. Seine Strahlung wird an nahe gelegenen dichten Staubwolken gestreut und badet die nähere Umgebung darin. Ab dem Jahr 2005 sandte der Sternrest für einen längeren Zeitraum erheblich weniger Röntgenstrahlung aus, so dass sich die Strukturen im Nahbereich beobachten ließen.

Aus den Beobachtungen von Chandra schließen Heinz und seine Koautoren nun, dass der Nebel um Circinus X-1 die sich ausbreitende Stoßwelle der Supernova ist, die vor weniger als 4600 Jahren zur Bildung des Neutronensterns führte. Bei der Explosion veränderten sich auch die Bahnen der beiden Sterne umeinander, da durch die Supernova ein erheblicher Teil der Masse des explodierenden Sterns ins All geschleudert wurde. Die seitdem verstrichene Zeit war zu kurz, als dass sich bei Circinus X-1 wieder ein stabiler Zustand hätte einstellen können. Tatsächlich schrumpft die Umlaufperiode der Sternpartner pro Jahr um mehrere Minuten, ein Hinweis auf eine bestehende Instabilität des Systems. Das System bietet die einmalige Gelegenheit, einen Röntgendoppelstern in seiner Jugend zu beobachten.

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