LISA-Sterne HP Lib

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Eines der spannendsten Raumfahrtprojekte der nächsten Jahre ist der Gravitationswellen-Detektor LISA. Im Vorfeld haben sich die Wissenschaftler überlegt, welche Objekte sich damit wohl nachweisen lassen. Mit den irdischen Detektoren gelang ein Nachweis bisher nur, wenn riesige Massen in kürzester Zeit beschleunigt wurden. Speziell beim verschmelzen Schwarzer Löcher. Mit LISA sollen auch enge Doppelsterne in unserer eigenen Galaxis erreichbar sein.
Die Entfernung ist dabei auch ein wichtiger Faktor. So ist z.B. der Hulse–Taylor-Pulsar zu weit weg und liegt vermutlich unter der Nachweisgrenze. Erwartet wird der Nachweis von hunderten doppelter Weißer Zwerge und Kataklysmischer Veränderlicher im Umkreis von etwa 1000 Lichtjahren. Die meisten stehen vermutlich hinter galaktischen Staub und werden visuell nicht sichtbar sein. - Eine visuelle Sichtbarkeit wäre aber wichtig, um die Gravitationswellenmessung mit einer visuellen Messung abgleichen zu können.


Im Vorfeld gab es daher Untersuchungen welche der bereits bekannten Systeme für die Kalibration des LISA-Detektors geeignet sein könnten. Dabei kamen etwa ein Dutzend Sternsysteme in die engere Auswahl. Es lohnt sich diese interessanten Objekte etwas genauer zu untersuchen. Auch mit Amateurmitteln könnten da spannende Effekte sichtbar sein.
4 Zielobjekte sind doppelte Weiße Zwerge (WD). 2 weitere sind ein Kombination aus WD und und blauen Unterzwergen (sdB). Blaue Unterzwerge sind Rote Riesen die ihre Wasserstoffhülle verloren haben und bei denen nur noch der heiße Kern sichtbar ist.


Die größte Gruppe sind die AM-Canum-Venaticorum-Sterne. Das sind sind kompakte enge Doppelsternsysteme, bestehend aus einem akkretierenden Weißen Zwerg und einem weiteren entarteten Begleiter bei denen aktuell ein Massentransfer stattfindet. Diese Objekte haben oft sehr unregelmäßige Helligkeitsverläufe, was den Nachweis von Perioden erschwert.
2 Zielobjekte werden als Röntgendoppelsterne gelistet (LMXB). Visuell haben die 18mag und sind in der südlichen Hemisphäre zu finden.

Auf der Liste steht dann noch CC Comae Berenices.
Das ist ein Doppelsternenpaar in Oberflächenkontakt mit einem kontinuierlichen Lichtwechsel. Die beiden K-Sterne sind von einer gemeinsamen Hülle umgeben, die sich zwischen der inneren und der äußeren Roche-Grenze gebildet hat. CC Com gehört zu den W-Ursae-Majoris-Sternen. Periode 0.2206874, Delta 0.8mag, Helligkeit11.3 mag.


Die obige Liste ist eher konservativ gerechnet. Die Nachweisgrenze ist nach unten schwer abzugrenzen. Andere Autoren nehmen weitere Objekte hinzu.


Der erste Stern der genauer untersucht wurde war HP Lib. Laut https://iopscience.iop.org/article/10.1086/339450/pdf hat der 13,7mag helle Stern bei 15:35:53.1 und -14:13:12.2 eine Periode von 1119s mit einer Helligkeitsänderung von max 8%. Die Schwankungen sind relativ regelmäßig. Es gibt aber auch Ausbrüche in Form von Superhumps. Die Angaben zur Periode sind widersprüchlich. Einige Quellen nennen auch 1102s. Möglicherweise überlagern sich mehrere Perioden.
Ursächlich ist dabei schon die Umlaufzeit des Doppelsterns. Zu einer Bedeckung kommt es dabei nicht, da die Bahnebene nicht auf der Sichtachse der Erde liegt. 
Es ist schon eine irre Vorstellung das sich hier 2 Sterne in weniger als 20 min umkreisen.

Die obige Grafik sieht Schwankungen im Bereich von 0,8mag. Auf 0,1 Tag lassen sich 8 Maxima zählen. Eine Periode enthält 2 Maxima also 1119 s bzw. 18,65min kommen gut hin. Die eigene Messung erstreckt sich über etwa 40 Minuten. Es sind signifikante Helligkeitsänderungen mit der passenden Amplitude und Länge zu sehen, doch schön gleichmäßig ist die Kurve nicht.

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HP Lib: https://iopscience.iop.org/article/10.1086/339450/pdf

LISA-Prüfsterne I: http://moriond.in2p3.fr/J07/trans/tuesday/vitale.pdf

LISA-Prüfsterne II: 

http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~soichiro.isoyama/CAPRA/CAPRA_2008/08_Jennrich.pdf

Liste Weißer Zwerge: http://www.sternwarte.uni-erlangen.de/docs/theses/2006-10_Richter.pdf