Der junge Stern Eta Carinae leuchtet auffällig am Himmel der südlichen Hemisphäre. Obwohl er von der Erde relativ weit entfernt ist, kann er von den Menschen auf der Südhalbkugel leicht beobachtet werden, weil er unglaublich hell ist – etwa fünf Millionen Mal heller als unsere Sonne. Eta Carinae liegt ungefähr 7.500 Lichtjahre entfernt.
Astronomen denken, das ein Grund für seine Helligkeit seine hohe Masse ist: Eta Carinae besitzt möglicherweise bis zu 200 Sonnenmassen, was ihn zu einem der massereichsten bekannten Sterne macht. Massereiche Sterne verbrauchen ihren Wasserstoff viel schneller als sonnenähnliche Sterne und sind heißer und heller.
Eta Carinae befindet sich in einer großen Molekülwolke (dem Carinanebel) und ist von einer bipolaren Struktur aus Gas und Staub umgeben, die möglicherweise von früheren Massenausbrüchen und unregelmäßigen Winden des Sterns (oder anderen nahen Sternen) ausging. Eta Carinae selbst ist hochgradig veränderlich. John Herschel, der Sohn des Astronomen William Herschel, machte zuerst auf diesen Stern und einen besonders dramatischen Ausbruch aufmerksam, den der Stern im Jahr 1837 zeigte: die sogenannte Große Eruption.
Wissenschaftler haben darüber debattiert, ob die gesamte Region von aktiven Sternentstehungsprozessen dominiert wird, und/oder ob in der Nähe eine Supernova stattgefunden haben könnte, was alles zu der Veränderlichkeit und den komplexen Strukturen beitragen würde. Sie haben auch vorgeschlagen, dass die Große Eruption die Folge einer Verschmelzung zweier Sterne in einem Doppelsternsystem gewesen sein könnte und dass ähnliche Vorgänge die extremen Ereignisse auslösen könnten, die in anderen Galaxien beobachtet werden.
Weil Strahlung und Schockwellen von stellaren Ausbrüchen sich durch das interstellare Medium nach außen ausbreiten, treffen sie auf Materiefetzen und -wolken, die dann aufleuchten – das sind „Echos“ der Ausbrüche selbst.
Der Astronom David James vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) war Mitglied eines Teams, das die Lichtechos von Eta Carinae untersucht hat. Das Team hat zuvor die Ergebnisse für die seit 2003 beobachteten Lichtechos veröffentlicht, aber berichtet jetzt über die Entdeckung eines neuen Lichtechos, indem die Forscher Bilder aus verschiedenen Epochen voneinander abzogen. Das neue Lichtecho ist etwas heller als andere und einzigartig in seiner Natur: Es schwächt sich langsamer ab und zeigt unterschiedliche spektrale Eigenschaften.
Die Wissenschaftler analysierten Bilder und Spektren des Nebels, die in optischen Wellenlängen mit den CTIO Blanco, Magellan Baade und Clay-Teleskopen aufgenommen wurden. Außerdem verwendeten sie Infrarotdaten von der IRAC-Kamera an Bord des Weltraumteleskops Spitzer. Die Spektren offenbaren erstmals sehr hohe Expansionsgeschwindigkeiten des Gases mit bis zu 80 Millionen Kilometern pro Stunde und Hinweise auf eine zweiphasige Eruption, die die Forscher bis zur Großen Eruption zurückverfolgen können.
Sie interpretieren die Ergebnisse, um für ein Dreifachsystem zu argumentieren, das zu der Verschmelzung führte, wobei der ursprüngliche Hauptstern fortkatapultiert wurde. Sie registrierten auch Hinweise für frühere Eruptionsaktivitäten, die bis zu 600 Jahre vor der Großen Eruption lagen. Das neue Szenario unterscheidet sich in vielen wichtigen Punkten von früheren Vorschlägen und kann eine breitere Veränderlichkeit der Beobachtungen leichter erklären.
Die Aufzeichnungen über Beobachtungen von Eta Carinae reichen zurück bis zu John Herschel und umfassen viele detailreiche Ergebnisse aus den letzten Jahrzehnten. Wenn die Eruption von Eta Carinae tatsächlich auf eine Dreifachverschmelzung dieser Art zurückzuführen ist, bieten diese Daten neue Einblicke darin, wie massereiche Sterne entstehen und sich in ihren Umgebungen entwickeln.
Abhandlung: „Light Echoes from the Plateau in Eta Carinae’s Great Eruption Reveal a Two-Stage Shock-Powered Event“ von Nathan Smith, Jennifer E. Andrews, Armin Rest, Federica B. Bianco, Jose L. Prieto, Tom Matheson, David J. James, R. Chris Smith, Giovanni Maria Strampelli und A. Zenteno, MNRAS 480, 1466.
(THK)
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