Exkurs: Veränderliche Sterne (5)

Exkurs: Veränderliche Sterne (5)
Symbiotische Sterne
Symbiotische Sterne (engl. symbiotic stars) sind Doppelsternsysteme und eine
Untergruppe veränderlicher Sterne. Sie bestehen aus einem Riesenstern und einem
Weißen Zwerg. Ihr Charakteristikum ist ein 'zusammengesetztes' Spektrum. Ihre
Spektren bestehen aus einem Emissionsspektrum sowie einem Absorptionsspektrum.
Daraus resultierte die historisch bedingte Bezeichnung symbiotisch (griech. symbion:
'zusammenleben').
•
Bei diesen Sternen tritt kein RocheLobe-Ausfluß auf wie z. B. bei
Zwergnovae. Die Akkretion erfolgt
über den Sternwind. Der Grund dafür
liegt in der zu großen Separation der
beiden Sterne.
•
Der Weiße Zwerg sammelt Teile des
Sternwinds gravitativ sowie über sein
Magnetfeld ein, wodurch u. U.
jetartige Strukturen entstehen.
•
Kommt es quasiperiodisch zur
„Verbrennung“ des akkretierten
Wasserstoffs auf dem Weißen Zwerg,
dann spricht man von einer
„Symbiotischen Nova“
Spektren
CH Cygni
Wurde zuerst als „Roter Halbregelmäßiger“ mit pekuliaren Spektrum (Emissionslinien)
klassifiziert. Später überlagerte sich das Spektrum in einer Aktivitätsphase des Sterns
mit einem blauen Kontinuum  Neuklassifizierung als „Symbiotischer Stern“, der
aus einem veränderlichen Roten Riesen und einen Weißen Zwerg besteht.
Lichtkurve
Das Spektrum von CH Cygni ist mittelfristig stark veränderlich
Sternwinde
• Sterne emittieren nicht nur Strahlung sondern auch Partikel
• Die Sonne verliert z.B. 10−14 Sonnenmassen pro Jahr durch den „Sonnenwind“
• Die Masseverlustrate kann bei Riesensternen 10−5 und mehr Sonnenmassen/Jahr
erreichen
• Sternwinde versorgen das interstellare Medium mit Masse, Impuls und Energie und
trägt damit zur Entstehung neuer Sterne bei
Sternwinde formen auch Planetarische Nebel
Typen von Sternwinden
Koronawinde (Beispiel: Sonne)
Strahlungsgetriebene Winde (heiße O und B-Sterne)
Staub- und Pulsationsgetriebene Winde (AGB-Sterne)
Pulsationsgetriebene Sternwinde
Winde kühler Sterne, wie die von roten Riesen, bestehen aus neutralen Atomen und
Molekülen wie Kohlenstoffmonoxid, Silikaten und Ähnlichem. Diese staubreichen Winde
sind mit nur einigen zehn km/s vergleichsweise langsam. Die Materie wird in der
Atmosphäre des Roten Riesens durch Schockwellen aufgrund von Pulsationen
beschleunigt. In einem gewissen Abstand vom Stern, bei dem die Temperatur hinreichend
abgesunken ist, kondensiert das Gas zu Staub. Die antreibende Kraft ist der
Strahlungsdruck auf die Moleküle des Staubes durch Streuung. Die Massenverlustraten
können mit bis zu 10−6 Sonnenmassen pro Jahr sehr hoch sein. Solche Winde treten in
den Spätphasen der Sternentwicklung auf und sind zum Beispiel für die Entstehung der
planetarischen Nebel verantwortlich
Insbesondere pulsierende AGB-Sterne verlieren ihre äußeren Schichten
Geschwindigkeit 20 – 60 km/s
• Produktion von Staub in der statischen kühlen Sternatmosphäre durch Nukleation
• Ob Staub produziert wird, hängt von der Temperatur und dem UV-Anteil des
Strahlungsfeldes ab. Eine Pulsation des Sterns ist entscheidend dafür, wieviel Staub
produziert und in den interstellaren Raum abgeblasen wird.
• Die Massenverlustrate hängt entscheidend von der Präsenz radialer Pulsationen ab
Bei symbiotischen Sternen wird das Material des Sternwindes teilweise vom
kompakten Begleiter (Weißer Zwerg) eingefangen und akkretiert
Vampir-Sterne (Roter Riese + heißer Hauptreihenstern)
Der Hauptreihenstern saugt genauso wie Graf
Dracula Sharon Stone im Film „Tanz der
Vampire“ aussaugt, den begleitenden MiraStern aus…
Interferometrisch aufgelöste Aufnahmen des
symbiotischen Vampir-Sterns SS Leporis
Entstehung bipolarer stellarer Jets
Schnelle Rotation in Verbindung mit starkem Magnetfeld
•
Kompaktes Objekt rotiert
•
Magnetische Feldlinien wickeln
sich auf und bilden entlang der
Pole eine röhrenartige Struktur,
in der geladene Teilchen
beschleunigt werden
•
Jets kommen bei praktisch allen
aus einer Scheibe akkretierenden
Objekten vor
•
theoretische Beschreibung nur
innerhalb der (relativistischen)
Magnetohydrodynamik möglich
Scheiben um Junge Sterne
Akkretionsscheiben um kompakte
Sterne
Akkretionsscheiben um massive
Schwarze Löcher in Galaxienkernen
(Quasare)
Symbiotische Sterne erzeugen „Blasen“ im kosmischen Ráum
•
Pulsierender Roter Riese und ein
Weißer Zwerg bilden ein
getrenntes Doppelsystem
•
Der Sternwind wird vom Weißen
Zwerg akkretiert sowie in einem
das System einhüllenden Gastorus
konzentriert
•
Kommt es zu einem NovaAusbruch des Weißen Zwerges,
wird das Material des Torus in den
kosmischen Raum geblasen
Südlicher Krebsnebel
Hubble-Aufnahme des Südlichen Krebsnebel Henize 2-104 (Mira-Stern + Weißer Zwerg)
Ähnliche Strukturen entstehen auch bei Supernovaausbrüchen (SN 1987 A, aufgenommen 2010)