Wenn ein sonnenähnlicher Stern das Ende seines Lebenszyklus erreicht, bläht er sich zunächst zu einem Roten Riesen auf. Dann jedoch stößt er in mehreren Explosionen seine Hüllen ab und wird zum Weißen Zwerg – einem nicht sehr großen, aber enorm dichten Sternenrest. War dieser Stern zuvor Teil eines Sternenpaares, dann kann es dazu kommen, dass sich am Ende zwei Weiße Zwerge eng umkreisen. Das Interessante daran: Bei sehr engen Orbits solcher Zwergenpaare ist die Schwerkraftwechselwirkung der beiden Partner so groß, dass Energie in Form von Gravitationswellen abgegeben wird. Die Raumzeit wird dabei ähnlich wie bei verschmelzenden Schwarzen Löcher oder Neutronensternen in Schwingungen versetzt, wenn auch schwächer. Je näher sich die beiden Weißen Zwerge dabei sind, desto mehr Energie verlieren sie – und desto stärker müssten die Gravitationswellen sein.
So nah wie kein anderes Paar
Bisher allerdings sind die Gravitationswellen-Detektoren nicht empfindlich genug, um die vergleichsweise schwachen Erschütterungen der Raumzeit zu registrieren. Forscher gehen aber davon aus, dass dies mit dem in den 2030er Jahren startenden Laser Interferometer Space Antenna, kurz LISA möglich sein wird. Deshalb suchen Astronomen schon jetzt nach Paaren zweier Weißer Zwerge mit möglichst engen Orbits. “Wir erwarten, dass LISA zehntausende solcher Systeme detektieren wird”, erklären Kevin Burdge vom California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena und seine Kollegen. Bisher wurden allerdings nur sehr wenige geeignete Kandidaten identifiziert. Für ihre Studie haben die Forscher die Daten einer Himmelsdurchmusterung ausgewertet, bei dem ein Teleskop am Palomar Observatorium in Kalifornien gezielt nach sich periodisch verändernden Lichtquellen gesucht hat. Denn wenn sich zwei Weißen Zwerge eng umkreisen, wird dieses Paar regelmäßig heller und dunkler, je nachdem, welcher der beiden Sternenreste vor dem anderen vorüberzieht.
Unter den 20 Millionen Lichtkurven dieses Datensatzes identifizierten Burdge und sein Team eine, die auf ein enges Paar Weißer Zwerge hindeutete. Nähere Beobachtungen mit einem Teleskop des Kitt Peak Observatoriums bestätigten dann: ZTF J153932.16+502738.8, kurz ZTF J1539 besteht aus zwei Objekten mit einer Umlaufperiode von nur 6,91 Minuten. “Diese kurze Orbitalperiode bedeutet, dass die beiden Komponenten dichte Objekte sein müssen – Weiße Zwerge”, sagen die Forscher. Damit ist dieses Paar der Doppelstern mit der bisher kürzesten Umlaufperiode. Die beiden Weißen Zwerge sind einander so nahe, dass ihre Orbits komplett in den Planeten Saturn hineinpassen würden. Für LISA sind dies gute Aussichten: Die Astronomen schätzen, dass der fliegende Gravitationswellen-Detektor die Gravitationswellen von diesem System schon in der ersten Betriebswoche detektieren wird.
