Astronomen haben ein neues Bild der äußeren Atmosphäre von Beteigeuze (einem der nächstgelegenen Roten Überriesen) veröffentlicht, das die detaillierte Struktur der abgestoßenen Materie offenbart. Außerdem zeigt es Regionen mit überraschend heißem Gas in der äußeren Atmosphäre des Sterns und einen Bogen aus kühlem Gas, der fast die Masse der Erde besitzt. Das neue Bild wurde mit dem e-MERLIN Radioteleskop Array aufgenommen, das vom Jodrell Bank Observatory in Cheshire betrieben wird.
Beteigeuze ist mit bloßem Auge leicht zu finden – es ist der helle, rote Schulterstern des Orion (der Jäger). Der Stern selbst ist riesig – etwa 700 Mal größer als unsere Sonne -, aber in einer Entfernung von rund 650 Lichtjahren erscheint er trotzdem als winziger Punkt am Himmel, deswegen sind spezielle Techniken für die Zusammenschaltung von Teleskopen erforderlich, um Einzelheiten des Sterns und seiner Umgebung sehen zu können.
Die neue e-MERLIN-Aufnahme von Beteigeuze wurde im Journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht und zeigt, dass sich die Atmosphäre des Sterns bis auf das Fünffache der Größe seiner sichtbaren Oberfläche ausdehnt. Das Bild offenbart zwei Hotspots innerhalb der äußeren Atmosphäre und einen schwachen Bogen aus kühlem Gas, der sich sogar noch weiter jenseits der Radiooberfläche des Sterns befindet.
Die Hotspots haben einen Abstand von ungefähr dem halben sichtbaren Durchmesser des Sterns und ihre Temperatur beträgt circa 4.000 bis 5.000 Kelvin – viel höher als die durchschnittliche Temperatur der Radiooberfläche des Sterns (etwa 1.200 Kelvin) und sogar höher als die Temperatur seiner sichtbaren Oberfläche (3.600 Kelvin). Der Bogen aus kühlem Gas liegt fast 7,4 Milliarden Kilometer von dem Stern entfernt, was ungefähr der größten Distanz zwischen Pluto und der Sonne entspricht. Man schätzt, dass die Masse des Bogens knapp zwei Drittel der Erdmasse beträgt und er eine Temperatur von rund 150 Kelvin aufweist.
Die leitende Autorin Dr. Anita Richards von der University of Manchester sagte, es sei nicht klar gewesen, warum die Hotspots so heiß sind. „Eine Möglichkeit ist, dass Schockwellen aufgrund der Pulsation des Sterns oder durch Konvektion in seinen äußeren Schichten das Gas komprimieren und aufheizen. Einer anderen Möglichkeit zufolge ist die äußere Atmosphäre unbeständig und wir blicken durch sie hindurch auf heißere Regionen. Der Bogen aus kühlem Gas ist vermutlich die Folge einer Periode erhöhten Massenverlustes, die der Stern irgendwann im letzten Jahrhundert durchlebte. Aber seine Beziehung zu Strukturen wie den Hotspots, die viel näher innerhalb der äußeren Atmosphäre des Sterns liegen, ist unbekannt“, erläuterte sie.
Die Mechanismen, durch die Überriesen wie Beteigeuze Materie in den Weltraum abgeben, sind nicht sehr gut verstanden, obwohl sie eine Schlüsselrolle im Lebenszyklus der Materie spielen und das interstellare Medium anreichern, aus dem zukünftige Sterne und Planeten hervorgehen werden. Detaillierte, hochaufgelöste Beobachtungen der Regionen um massereiche Sterne wie die hier präsentierten Untersuchungen sind maßgeblich, um unser Verständnis zu verbessern.
Dr. Richards, die an der School of Physics and Astronomy der University of Manchester arbeitet, ergänzte: „Beteigeuze erzeugt einen Wind, durch den der Stern in drei Jahren die Masse der Erde verliert – angereichert mit den Substanzen, die mit in die nächste Generation der Stern- und Planetenentstehung eingehen werden. Die genauen Einzelheiten, wie diese kühlen, entwickelten Sterne ihre Winde erzeugen, sind eine der bestehenden großen Fragen der stellaren Astronomie.“
„Dies ist die erste direkte Aufnahme, die Hotspots in einer so großen Entfernung vom Zentrum des Sterns zeigt. Wir werden die Radio- und Mikrowellen-Beobachtungen fortführen, um bei der Beurteilung zu helfen, welche Mechanismen bei der Erzeugung der stellaren Winde und der Hotspots am wichtigsten sind. Das wird uns nicht nur sagen, wie die Elemente – die Bausteine des Lebens – in den Weltraum zurückgelangen, sondern es wird uns auch helfen zu bestimmen, wie lange es dauern wird, bis Beteigeuze als Supernova explodiert.“
Zukünftige geplante Beobachtungen mit e-MERLIN und anderen Anlagen, darunter dem ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) und dem VLA (Very Large Array), werden prüfen, ob sich die Hotspots im Verlauf der Pulsation verändern, oder ob sie eine komplexere Veränderlichkeit aufgrund der Konvektion zeigen. Wenn es möglich ist, eine Rotationsgeschwindigkeit zu messen, wird dies aufdecken, in welcher Schicht des Sterns sie ihren Ursprung haben.
Quelle: http://www.manchester.ac.uk/aboutus/news/display/?id=9911
(THK)
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