Einstein Probe entdeckt seltenes Binärsystem im Röntgenbereich
Der Satellit Einstein Probe, eine Kooperation unter anderem des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS), hat ein außergewöhnliches Himmelsereignis eingefangen: einen Röntgenausbruch aus einem seltenen Doppelsternsystem.
Am 27. Mai 2024 entdeckte das Wide-field X-ray Telescope (WXT) des Satelliten eine ungewöhnliche Röntgenquelle in der Kleinen Magellanschen Wolke (SMC). Folgebeobachtungen, unter anderem von den NASA-Teleskopen Swift und NICER sowie dem ESA-Teleskop XMM-Newton, bestätigten die Entdeckung: ein seltenes Paar aus einem massereichen Stern vom Typ Be und einem dichten Weißen Zwerg. Dieses dynamische Duo widerspricht den konventionellen Erwartungen - während der Be-Stern noch hell brennt, ist sein Begleiter bereits zu einem Weißen Zwerg kollabiert.
„Diese Entdeckung deckt eine schwer fassbare Klasse von Objekten auf, die als Be-Weißer-Zwerg-Doppelsternsysteme (BeWDs) bezeichnet werden. Modelle zur Entwicklung von Doppelsternen sagen voraus, dass BeWDs etwa siebenmal häufiger vorkommen sollten als Be-Neutronenstern-Systeme (BeNS). Ihr Nachweis ist jedoch schwierig, da die Röntgenemission sehr weich ist und von der zirkumstellaren Scheibe des Be-Sterns absorbiert werden kann“, erklärt MPE-Wissenschaftlerin Chandreyee Maitra, die an der Interpretation der Ergebnisse beteiligt war.
Haonan Yang, ein Doktorand am MPE und CAS, der die Datenanalyse des Einstein Probe zu diesem Objekt leitete, fügt hinzu: „Das große Sichtfeld des Follow-up-Röntgenteleskops der Einstein-Sonde (EP FXT) ermöglicht eine effiziente Überwachung der Magellanschen Wolken, wo solche Objekte in großer Zahl zu erwarten sind. Darüber hinaus kann FXT in Zusammenarbeit mit WXT eine vorübergehende Quelle innerhalb von nur 3 Minuten nach einer neuen Entdeckung mit einer Positionsgenauigkeit von mehr als 10 Bogensekunden aufspüren. Die große effektive Fläche von FXT gewährleistet auch eine hohe Empfindlichkeit für niederenergetische Photonen, was für die Erkundung superweicher Quellen entscheidend ist.“
Seine Arbeit unterstreicht die Fähigkeiten von FXT bei der Beobachtung naher Galaxien wie den Magellanschen Wolken, wo solche Objekte in großer Zahl zu erwarten sind.
„Die Entdeckung dieser Quelle verdeutlicht die Bedeutung von Durchmusterungen im weichen Röntgenlicht mit EP FXT und WXT, um supersofte Röntgenquellen und Novae aufzuspüren. Darüber hinaus deutet der Novaausbruch in diesem System auf die Anwesenheit eines massereichen Weißen Zwerges hin, der nahe an seinem maximal möglichen Wert, dem sogenannten Chandrasekhar-Limit, liegt. Dies kann zur Klärung der Frage nach den Vorläufern der Supernova 1a beitragen“, sagt Chandreyee Maitra.
Einstein Probe
Das MPE spielte eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung des Follow-up-Röntgenteleskops (FXT) des Einstein Probe Satelliten und steuerte modernste Optik und Detektortechnologie bei. Das Institut lieferte eines der Spiegelmodule des FXT, indem es ein Ersatzmodul seines Röntgenteleskops eROSITA wiederverwendete, und arbeitete mit der ESA und weiteren Partnern aus der Industrie zusammen, um das zweite Modul zu liefern. Zudem entwickelte das MPE die hochmodernen pnCCD-Detektormodule und nutzte dabei die Expertise des Instituts in der hochpräzisen Röntgenspektroskopie.
