"13 Röntgendoppelsternsysteme – ein himmlisches Ballett (S. 236-237)

Es dürfte mittlerweile niemanden überraschen, dass viele der Sterne, die man mit oder ohne Teleskop am Himmel sieht, weit komplizierter sind als ferne Versionen unserer vertrauten Sonne. Möglicherweise wissen Sie nicht, dass etwa ein Drittel der sichtbaren Sterne nicht einmal Einzelsterne, sondern sogenannte Doppelsterne sind: Paare von Sternen, die durch Gravitation aneinander gebunden sind und einander umkreisen. Anders gesagt, wenn wir zum Nachthimmel aufschauen, sind ein Drittel der Sterne Doppelsysteme, obwohl sie uns als Einzelsterne erscheinen. Es gibt sogar Systeme aus drei Sternen, die einander umkreisen, doch sie sind nicht annähernd so häufig.

Weil viele der hellen Röntgenquellen unserer Galaxie sich als Doppelsternsysteme erwiesen, hatte ich viel mit ihnen zu tun. Jeder Stern eines solchen Systems bewegt sich um das sogenannte Massenzentrum der Sterne, einen zwischen beiden Sternen liegenden Punkt. Bei Sternen gleicher Masse befindet sich das Massenzentrum in gleichem Abstand zu den Mittelpunkten der beiden Sterne. Bei unterschiedlichen Massen liegt das Zentrum näher am massiveren Stern. Da bei beiden der jeweilige Umlauf genau die gleiche Zeit dauert, ist die Umlaufgeschwindigkeit des massiveren Sterns niedriger als die des weniger massiven.

Dieses Prinzip kann man sich veranschaulichen, wenn man sich eine Hantel vorstellt – die Stange verbindet zwei Enden gleicher Masse, und das Gerät rotiert um seinen Mittelpunkt. Jetzt stellen wir uns eine zweite Hantel vor; an einem Ende befindet sich ein Gewicht von einem Kilogramm, am anderen dagegen eines von fünf. Das Massenzentrum der Hantel liegt recht nahe am schwereren Ende; wenn sie rotiert, sieht man, dass die größere Masse eine kleinere Umlaufbahn hat und die kleinere Masse in derselben Zeit einen weiteren Weg zurücklegen muss. Stellen wir uns statt der Gewichte Sterne vor, wird deutlich, dass der Stern mit kleinerer Masse seine Umlaufbahn fünfmal schneller durchläuft als sein großer, plumper Gefährte.

Wenn einer der Sterne erheblich massiver ist als sein Begleiter, kann das Massenzentrum des Systems sogar innerhalb des massiveren Sterns liegen. Im Fall von Erde und Mond (ebenfalls ein Doppelsystem) befindet sich das Massenzentrum ungefähr 1700 Kilometer unterhalb der Erdoberfäche. (Darauf gehe ich in Anhang II ein.) Sirius, der hellste Stern am Himmel (in einer Entfernung von etwa 8,6 Lichtjahren), ist ein Doppelsternsystem aus Sirius A und Sirius B. Sie umkreisen ihr gemeinsames Massenzentrum etwa einmal in fünfzig Jahren (das nennen wir Umlaufzeit). Der berühmte deutsche Mathematiker und Astronom Friedrich Wilhelm Bessel sagte voraus, dass Sirius ein Doppelsystem sei, bestehend aus einem sichtbaren und einem unsichtbaren Stern.

Das hatte er aus seinen präzisen astronomischen Beobachtungen geschlossen – 1838 hat er als Erster (er schlug Henderson um Haaresbreite, siehe Kapitel 2) bei anderen Sternen als der Sonne Parallaxenbeobachtungen vorgenommen. 1844 schrieb er in einem berühmten Brief an Alexander von Humboldt: »Ich halte an der Überzeugung fest, dass der Stern Sirius ein aus einem sichtbaren und einem unsichtbaren Stern bestehendes Doppelsystem ist. Es gibt keinen Grund für die Annahme, dass Leuchtkraft eine wesentliche Eigenschaft kosmischer Körper sei. Die Sichtbarkeit zahlloser Sterne ist kein Argument gegen die Unsichtbarkeit zahlloser anderer.«"