Die Sterne Alpha Centauri (oben links) einschließlich A und B sind Teil desselben trinären Sternensystems wie Proxima Centauri (eingekreist). Beta Centauri (oben rechts), fast so hell wie Alpha Centauri, ist hunderte Male weiter entfernt, aber an sich viel heller. (Wikimedia Commons-Benutzer Skatebiker)

6 Fakten, die Sie sich nie über die nächstgelegenen Sterne zur Erde vorgestellt haben

Die solare Nachbarschaft ist so anders als man sich vorstellt. Aber zum ersten Mal wissen wir, wie es ist.

Wenn Sie zu den Sternen am Nachthimmel aufblicken, erscheinen sie mit unterschiedlichen Helligkeiten, Farben und Clustermustern. Wenn Sie jedoch einen Stern sehen, wissen Sie nicht sofort, ob es sich um einen isolierten Stern oder einen Teil eines Mehrsternsystems handelt, ob er an sich hell oder an sich schwach ist und ob er in der Nähe oder in der Ferne liegt. Alles, was Sie von einer ersten Inspektion wissen, ist, wie hell und welche Farbe es zu sein scheint. Es stellt sich heraus, dass die meisten mit bloßem Auge sichtbaren Sterne an sich sehr hell, ungewöhnlich blau und ziemlich weit entfernt sind. Was ist mit den nächsten Sternen? Während einige von ihnen hell, in der Nähe und berühmt sind - wie Alpha Centauri und Sirius - erfordern die meisten von ihnen spezielle Ausrüstung und Techniken, um sie zu finden. 1994 gründete ein Team von Astronomen RECONS, das REsearch Consortium On Nearby Stars, um die der Erde am nächsten gelegenen Sterne zu untersuchen und kennenzulernen. Sie haben gerade ihre neuesten Ergebnisse veröffentlicht. Hier sind die Highlights.

RECONS führt die größten und schwächsten Vermessungen des gesamten Himmels durch und sucht nach Objekten, die zu verschiedenen Zeiten im Jahr eine Parallaxe aufweisen. Wenn die Erde die Sonne umkreist, ändert sie ihre Position relativ zu den anderen Sternen am Himmel. So wie sich Ihr Daumen zu bewegen scheint, wenn Sie ihn auf Armlänge halten und zwischen Ihrem linken und Ihrem rechten Auge wechseln, bewegen sich auch die nächstgelegenen Sterne relativ zu den weiter entfernten Hintergrundsternen, wenn Sie sie im Abstand von sechs Monaten betrachten. Durch Messen dieser Parallaxe können Sie den Abstand zu diesen Sternen direkt bestimmen, und die "nächsten" werden willkürlich so definiert, dass sie innerhalb von 10 Parsec (32,6 Lichtjahre) liegen, was einer Parallaxe von 0,1 "oder mehr entspricht. Hier sind die sechs größten findet bisher.

Zu Beginn der RECONS-Zusammenarbeit waren 191 Sternensysteme innerhalb von 10 Parsec bekannt. Jetzt gibt es 316, wobei nur rote Zwerge, braune Zwerge und von weißen Zwergen dominierte Systeme zum Kampf hinzugefügt wurden (TJ Henry et al. (2018), https://arxiv.org/pdf/1804.07377.pdf).

1.) Innerhalb von 10 Parsec wurden 316 Sternensysteme entdeckt. Dies ist eine unglaubliche Verbesserung gegenüber dem, was wir zu Beginn von RECONS wussten. die Anzahl der bekannten Sternensysteme innerhalb von 10 Parsec betrug nur 191; diese Zahl ist heute bis zu 316. Die 125 neuen Sternensysteme, die RECONS und andere Teams auf der Suche nach Sternen in der Nähe hinzugefügt haben, bedeuten eine Steigerung von 65% gegenüber der ursprünglichen Zahl. Zusätzlich haben wir jetzt für alle Parallaxen genau gemessen. Dies sind alles an sich schwache Systeme, von denen die 125:

  • 79 werden von roten Zwergen dominiert,
  • 37 von Braunen Zwergen und
  • 9 von „anderen“ Zwergen wie weißen Zwergsternen.

Viele Sternensysteme haben mehrere Mitglieder; "Dominiert von" bedeutet, welche Sternklasse der hellste und leuchtendste Stern im System ist. Mit dieser neuesten Datenveröffentlichung war die Abdeckung so gut, gründlich und tiefgreifend, dass die RECONS-Zusammenarbeit angekündigt hat, dass wir jetzt sicher mehr als 90% aller Sternensysteme innerhalb von 10 Parsec gefunden haben.

Das (moderne) Morgan-Keenan-Spektralklassifizierungssystem mit dem darüber gezeigten Temperaturbereich jeder Sternklasse in Kelvin. Die überwiegende Mehrheit der heutigen Sterne sind Sterne der M-Klasse, wobei nur 1 Stern der O- oder B-Klasse innerhalb von 25 Parsec bekannt ist. Unsere Sonne ist ein Stern der G-Klasse. (Wikimedia Commons-Benutzer LucasVB, Ergänzungen von E. Siegel)

2.) Helle Sterne sind äußerst selten; Die schwächsten Sterne sind bei weitem die häufigsten. Sterne, wie wir sie klassifizieren, gibt es in sieben verschiedenen Typen: O, B, A, F, G, K und M, angeordnet von bläulichsten und heißesten bis rotesten und coolsten. Diese repräsentieren Sterne, die durch Kernfusion in ihren Kernen Wasserstoff zu Helium (oder schwereren Elementen) verbrennen. Braune Zwerge sind gescheiterte Sterne, die nicht massereich genug sind, um zu Sternen der M-Klasse zu werden, während weiße Zwerge die übrig gebliebenen Kerne sonnenähnlicher Sterne sind, die ihr Leben bereits durch Verbrennen ihres gesamten Kernbrennstoffs beendet haben. Von diesen 316 Systemen:

  • 0 von ihnen werden von Sternen der O-Klasse dominiert (0%),
  • 0 davon von Sternen der B-Klasse (0%),
  • 4 davon von Sternen der A-Klasse (1,3%),
  • 8 davon von Sternen der F-Klasse (2,5%),
  • 19, einschließlich der Sonne, von Sternen der G-Klasse (6,0%),
  • 29 von Sternen der K-Klasse (9,2%),
  • 222 von M-Klasse-Sternen (66,5%),
  • 37 von Braunen Zwergen (11,7%) und
  • 9 von weißen Zwergen (2,8%).

Dies sagt uns, dass von den nahe gelegenen Sternensystemen, die aus echten Sternen bestehen (O, B, A, F, G, K und M), satte 82% von ihnen Sterne der M-Klasse sind: die roten Zwerge. Unsere Sonne ist im großen Schema der Dinge ziemlich ungewöhnlich.

Die Konstellation des Orion zusammen mit dem großen Molekülwolkenkomplex und seinen hellsten Sternen. So beeindruckend diese Sterne auch sind, sie sind alle viel weiter als 10 Parsec entfernt. hell erscheinen, weil sie an sich hell sind. Nur 51 Sterne innerhalb von 10 Parsec sind mit bloßem Auge sichtbar. (Rogelio Bernal Andreo)

3.) Der nächste Stern der O- oder B-Klasse ist satte 79 Lichtjahre entfernt. Das wäre Regulus am sehr schwachen Ende der B-Klasse der Sterne. Regulus ist der hellste Stern im Sternbild Löwe und insgesamt der 21. hellste Stern am Himmel. Der Grund, warum Stars der O- und B-Klasse so selten sind, ist, dass sie sowohl massiv als auch kurzlebig sind. Sobald Sie sich weit von einer sternbildenden Region entfernt haben, in der sich die Sonne befindet (derzeit zwischen Spiralarmen), werden nur noch relativ ältere Sterne in Ihrer Nachbarschaft sein. Regulus, am unteren Ende der B-Klasse, lebt seit rund 1 Milliarde Jahren und hat nicht mehr viel Zeit, um in die nächste Phase seines Lebenszyklus überzugehen, aber als Teil eines Vierfachsternsystems ist es das immer noch drin hängen. Aber Sie müssen weit über 10 Parsec hinausgehen, bis fast 25.

Ein Neutronenstern ist eine der dichtesten Materiesammlungen im Universum, aber es gibt eine Obergrenze für ihre Masse. Wenn Sie es überschreiten, kollabiert der Neutronenstern weiter und bildet ein Schwarzes Loch. (ESO / Luís Calçada)

4.) Innerhalb von 10 Parsec gibt es keine Neutronensterne oder Schwarzen Löcher. Und um ehrlich zu sein, müssen Sie weit über 10 Parsec hinausgehen, um eines davon zu finden! 2007 entdeckten Wissenschaftler das Röntgenobjekt 1RXS J141256.0 + 792204 mit dem Spitznamen „Calvera“ und identifizierten es als Neutronenstern. Dieses Objekt ist 617 Lichtjahre entfernt und damit der nächste bekannte Neutronenstern. Um zum nächsten bekannten Schwarzen Loch zu gelangen, müssen Sie bis zur V616 Monocerotis fahren, die über 3.000 Lichtjahre entfernt ist. Von allen 316 Sternensystemen, die innerhalb von 10 Parsec identifiziert wurden, können wir definitiv feststellen, dass es keines mit Schwarzloch- oder Neutronensternbegleitern gibt. Zumindest dort, wo wir uns in der Galaxie befinden, sind diese Objekte selten.

TRAPPIST-1-System im Vergleich zum Sonnensystem; Alle sieben Planeten von TRAPPIST-1 könnten in die Umlaufbahn von Merkur passen. Durch die Bereitstellung der Masse, des Radius, des atmosphärischen Inhalts und der Umlaufbahnparameter der Planeten sowie astronomischer Informationen über unseren Stern könnte jemand mit fortschrittlicher Technologie unser Sonnensystem aus der Ferne identifizieren. (NASA / JPL-Caltech)

5.) Derzeit sind 56 Exoplaneten innerhalb von 10 Parsec bekannt. Trotz der Tatsache, dass es innerhalb von 10 Parsec über 400 bekannte Sterne gibt, wurde nur 26 bestätigt, dass sie Planetensysteme haben. Der alte Rekordhalter war HD 219134 mit sechs bestätigten Planeten und einem weiteren Kandidaten, während der nächste Proxima Centauri b in einer Entfernung von nur 4,2 Lichtjahren ist. TRAPPIST-1 verpasst es einfach; In 40 Lichtjahren Entfernung ist es ein Schatten über 12 Parsecs entfernt.

Eine der Hauptaufgaben von TESS, die letzte Woche erfolgreich gestartet wurde, wird die Suche nach Transitplaneten um diese Sterne sein. Wenn es sie findet, identifiziert und charakterisiert, haben zukünftige Teleskope wie James Webb und die derzeit auf der Erde gebauten 30-Meter-Teleskope die Möglichkeit, sie zu beobachten. Wenn die Natur freundlich ist, wird die Menschheit zum ersten Mal nach atmosphärischen Lebenszeichen auf potenziell bewohnten Welten um andere Sterne suchen.

Während praktisch alle Sterne am Nachthimmel einzelne Lichtpunkte zu sein scheinen, sind viele von ihnen Mehrsternsysteme, wobei ungefähr 50% der Sterne, die wir gesehen haben, in Mehrsternsystemen gebunden sind. Castor ist das System mit den meisten Sternen innerhalb von 25 Parsec: Es ist ein Sextupel-System. (NASA / JPL-Caltech / Caetano Julio)

6.) Mehrsternsysteme sind jedoch sehr verbreitet. Wir konnten dies innerhalb von 10 Parsecs leicht sehen, wo Sterne wie die Sonne Singles sein mögen, aber Binärdateien, Trinaries und mehr sind ziemlich häufig. Das unserem nächstgelegene Sternensystem, Alpha Centauri, ist ein Dreifachsystem, und es gibt sogar zwei Fünffachsysteme, GJ0644 und Alpha Librae, innerhalb von 10 Parsec. Es gibt weit über 100 zusätzliche Sterne, die Teil der 316 bekannten Systeme sind, wenn Sie die Mehrstern-Natur dessen berücksichtigen, was da draußen ist. Aber Wissenschaftler wollten es besser machen, und so beschloss RECONS, seine Suche im letzten Jahrzehnt auf 25 Parsec auszudehnen. Dabei hatte es ab 2014 Folgendes festgestellt:

  • 1533 Einsternsysteme,
  • 509 binäre Systeme,
  • 102 Dreifachsysteme,
  • 19 Vierfachsysteme,
  • 4 fünffache Systeme und sogar
  • 1 Sextupel-System.

Dieses Sextupel-System, Castor, ist seit der Antike bekannt und ist das 24. hellste Sternensystem am Nachthimmel in einer Entfernung von nur 51 Lichtjahren. Es ist mehr als 10 Parsecs entfernt, aber bei 15,7 nur knapp.

Das Standard-HR-Diagramm von Farbe gegen Größe ist im Einschub dargestellt. Wie aus den neuesten Studien hervorgeht, helfen zusätzliche Zwergsterne dabei, nur das niedrigste Ende von 10 Parsecs von uns auszufüllen. (TJ Henry et al. (2018), main, mit NASA / CXC, Einschub.)

Die schwächsten Systeme mit der geringsten Masse da draußen haben sich möglicherweise noch innerhalb von 10 Parsec der Entdeckung entzogen, und es gibt keine Garantie dafür, dass das, was wir in unserer Nähe beobachten, repräsentativ für das ist, was sich im Durchschnitt tatsächlich in der Galaxie und im Universum befindet. Aber wir nähern uns schnell der Grenze, wo und wie die fehlenden Sterne gefunden werden könnten; Die Wissenschaftler von RECONS haben zuversichtlich festgestellt, dass sie mit ziemlicher Sicherheit fast alle Sternensysteme gefunden haben. Nach dem, was wir gesehen haben, ist die Sonne doch kein typischer Stern, sondern massereicher als etwa 95% der Sterne im Universum. Im weiteren Verlauf werden wir Fragen zu Planeten und Leben beantworten und nicht nur zu Sternen, wenn es um unsere Nachbarschaft geht. Es ist eine faszinierende Zeit, die inneren Bereiche des Weltraums zu erkunden, auch jenseits unseres eigenen Sonnensystems.

Starts With A Bang ist jetzt auf Forbes und dank unserer Patreon-Unterstützer auf Medium neu veröffentlicht. Ethan hat zwei Bücher verfasst, Beyond The Galaxy und Treknology: Die Wissenschaft von Star Trek von Tricorders bis Warp Drive.