Van Maanen 2 - Van Maanen 2

Van Maanen 2 , oder van Maanens Stern , ist der dem Sonnensystem am nächsten bekannte einsame Weiße Zwerg . Es ist ein dichter, kompakter stellarer Überrest, der keine Energie mehr erzeugt und etwa 68% der Sonnenmasse, aber nur 1% ihres Radius entspricht. Mit einer Entfernung von 14,1 Lichtjahren ist er nach Sirius B und Procyon B in dieser Reihenfolge der drittnächste Stern seiner Art . Van Maanen 2 wurde 1917 vom niederländisch-amerikanischen Astronomen Adriaan van Maanen entdeckt und war nach 40 Eridani B und Sirius B der dritte identifizierte Weiße Zwerg und das erste Einzelexemplar.

Beobachtungshistorie

Während für einen Begleiter zum groß- Suche Eigenbewegungs Sterne Lalande 1299 , 1917 Niederländisch-amerikanischen Astronomen Adriaan van Maanen entdeckte diesen Stern mit einer noch größeren Eigenbewegung ein paar Bogenminuten im Nordosten. Die jährliche Eigenbewegung der letzteren schätzte er auf 3  Bogensekunden . Dieser Stern war auf einer Platte festgehalten worden, die am 11. November 1896 für den Carte du Ciel- Katalog von Toulouse aufgenommen wurde, und zeigte eine scheinbare Helligkeit von 12,3. Prominente Absorptionsmerkmale von Kalzium und Eisen im Spektrum veranlassten van Maanen, ihm eine spektrale Klassifizierung von F0 zuzuordnen, und es war ursprünglich als "van Maanens F-Stern" bekannt.

Im Jahr 1918 erhielt der amerikanische Astronom Frederick Seares eine verfeinerte visuelle Helligkeit von 12,34, aber die Entfernung zum Stern blieb unbekannt. Zwei Jahre später veröffentlichte van Maanen eine Parallaxenschätzung von 0,246″, was einer absoluten Helligkeit von +14,8 entspricht. Damit war er der schwächste Stern des F-Typs, der zu dieser Zeit bekannt war. Im Jahr 1923 veröffentlichte der niederländisch-amerikanische Astronom Willem Luyten eine Studie über Sterne mit großen Eigenbewegungen, in der er den von ihm geprägten Begriff "van Maanens Stern" als einen von nur drei bekannten Weißen Zwergen identifizierte . Dies sind Sterne, die eine ungewöhnlich niedrige absolute Helligkeit für ihre Spektralklasse haben und deutlich unterhalb der Hauptreihe im Hertzsprung-Russell-Diagramm der Sterntemperatur vs. Leuchtkraft liegen.

Die hohe Massendichte der Weißen Zwerge wurde 1925 vom amerikanischen Astronomen Walter Adams nachgewiesen, als er die gravitative Rotverschiebung von Sirius B mit 21 km/s maß . 1926 verwendete der britische Astrophysiker Ralph Fowler die neue Theorie der Quantenmechanik, um zu zeigen, dass diese Sterne von Elektronengas in einem entarteten Zustand getragen werden . Der britische Astrophysiker Leon Mestel demonstrierte 1952, dass die von ihnen abgegebene Energie die überlebende Wärme der vergangenen Kernfusion ist . Er zeigte, dass letzteres innerhalb eines Weißen Zwerges nicht mehr vorkommt und berechnete die Innentemperatur von van Maanen 2 zu 6 × 10 ⁶ K . Er gab eine vorläufige Altersschätzung von 10 ¹¹ / A  Jahre an, wobei A das mittlere Atomgewicht der Kerne im Stern ist.

Im Jahr 2016 wurde entdeckt, dass eine spektrographische Platte des Sterns aus dem Jahr 1917 – die früheste bekannte – planetarische Materie außerhalb des Sonnensystems in Form von Kalziumabsorptionslinien nachweist, die das Vorhandensein von planetarischem Material anzeigen, das die Sternatmosphäre verunreinigt.

Eigenschaften

Van Maanens Stern (der dunkle Fleck oben rechts)

Abbildung eines weißen Zwergs

Van Maanen 2 ist 14,1 Lichtjahre (4,3 Parsec ) von der Sonne im Sternbild Fische entfernt , etwa 2° südlich des Sterns Delta Piscium , mit einer relativ hohen Eigenbewegung von 2,978″ jährlich entlang eines Positionswinkels von 155,538°. Er ist der Sonne näher als jeder andere einsame Weiße Zwerg. Es ist zu schwach, um es mit bloßem Auge zu erkennen . Wie andere weißen Zwerge, ist es ein sehr dichter Stern seiner Masse wird geschätzt , etwa 67% der zu Sun , aber es hat nur 1% des Sonnenradius . Die äußere Atmosphäre hat eine Temperatur von etwa 6.110  K , was für einen Weißen Zwerg relativ kühl ist. Da alle Weißen Zwerge ihre Wärme im Laufe der Zeit ständig abstrahlen, kann diese Temperatur verwendet werden, um ihr Alter zu schätzen, das auf etwa 3 Milliarden Jahre geschätzt wird.

Der Vorfahre dieses Weißen Zwergs hatte schätzungsweise 2,6 Sonnenmassen und blieb etwa 900 Millionen Jahre auf der Hauptreihe. Dies gibt dem Stern ein Gesamtalter von etwa 4,1 Milliarden Jahren. Als dieser Stern die Hauptreihe verließ, breitete er sich zu einem Roten Riesen aus , der einen maximalen Radius von dem 1.000-fachen des aktuellen Sonnenradius erreichte, oder etwa 4,6  astronomischen Einheiten . Alle Planeten, die innerhalb dieses Radius kreisen, wären von der Ausdehnung des Sterns verschlungen worden.

Die stellare Klassifizierung von Van Maanen 2 ist DZ8, mit einer Heliumatmosphäre mit einer signifikanten Präsenz von schwereren Elementen in ihrem Spektrum – was Astronomen Metalle nennen . Tatsächlich ist dieser Stern der Prototyp (Archetyp in der Praxis) für DZ-Weiße Zwerge. Physikalische Modelle von Weißen Zwergen, die von heutigen Astrophysikern verwendet werden, zeigen, dass Elemente mit einer Masse größer als Helium unter allen Umständen unter die Photosphäre sinken würden , wobei Wasserstoff und Helium im Spektrum sichtbar bleiben würden; Damit schwerere Elemente hier erscheinen, ist eine aktuelle externe Quelle erforderlich. Es ist unwahrscheinlich, dass sie aus dem interstellaren Medium gewonnen wurden , da dieses hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht. Stattdessen war die Oberfläche des Sterns wahrscheinlich mit zirkumstellarem Material übersät, beispielsweise von den Überresten eines oder mehrerer felsiger Erdplaneten .

Die Gesamtmasse der Metalle in der Atmosphäre von Van Maanen 2 wird auf etwa 10 ²¹  g geschätzt – ungefähr die gleiche Masse wie ein großer Mond wie Ariel . Diese Schadstoffe werden auf Zeitskalen von etwa drei Millionen Jahren tiefer in die Atmosphäre sinken, was darauf hindeutet, dass das Material mit einer Geschwindigkeit von 10 ⁷  g/s wieder aufgefüllt wird . Diese Materialien könnten in Form von mehreren Planetesimalen angesammelt worden sein, die kleiner als etwa 84 km sind und mit dem Stern kollidieren.

Weiße Zwerge mit einem Spektrum, das auf eine hohe Metallkontamination der Photosphäre hinweist, haben oft eine zirkumstellare Scheibe . Im Fall von van Maanen 2 zeigen Beobachtungen bei einer Wellenlänge von 24  µm nicht den Infrarotüberschuss , der von einer staubigen Scheibe erzeugt werden könnte. Stattdessen gibt es ein spürbares Defizit. Der vorhergesagte Fluss bei 24 µm beträgt 0,23 mJy , während der gemessene Wert 0,11 ± 0,03 mJy beträgt . Dieses Defizit kann durch kollisionsinduzierte Absorption in der Atmosphäre des Sterns erklärt werden, wie sie bei bestimmten Weißen Zwergen mit Temperaturen unter 4.000 K als Folge von Kollisionen zwischen Wasserstoffmolekülen oder zwischen Wasserstoffmolekülen und Helium beobachtet wird.

Basierend auf der Raumgeschwindigkeit dieses Sterns bildete er vor 15.070 Jahren das Perihel , da er damals 3,1 ly (0,95 pc) von der Sonne entfernt war.

Möglicher Begleiter

Die Möglichkeit eines substellaren Begleiters bleibt ungewiss. Im Jahr 2004 behauptete eine Zeitung, dies zu entdecken, und eine andere schloss dies aus. Ab 2008 scheinen Beobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop alle Begleiter innerhalb von 1.200 AE des Sterns mit vier Jupitermassen oder mehr auszuschließen  . Es wurden keine potentiellen Eigenbewegungsbegleiter zwischen einem Winkelabstand von . identifiziert5 Bogensekunden bis 10°, wodurch Objekte mit einer Masse von ausgeschlossen werden75  M _J oder größer.

Siehe auch

• Liste der nächsten Sterne
• Liste der nach Personen benannten Sterne
• Van Maanen 2 in der Fiktion

Verweise

Externe Links

• http://www.richweb.f9.co.uk/astro/nearby_stars.htm