Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hat die Beobachtungen eines alten Sterns mit der bislang höchsten Auflösung durchgeführt. Die Beobachtungen zeigen, dass der Stern von einer ringähnlichen Struktur aus Gas umgeben ist und dass Gas von dem Stern in den umgebenden Weltraum entweicht. Man geht davon aus, dass zukünftige Beobachtungen mit der jetzt demonstrierten hohen Auflösung nicht nur das Lebensende eines Sterns ergründen, sondern auch den Beginn, wenn die Planeten noch in der Entstehungsphase sind.
ALMA ist ein radiointerferometrisches Teleskopnetzwerk, bei dem Einzelantennen zusammenarbeiten, um ein Himmelsobjekt zu beobachten. ALMAs Auflösung (die Fähigkeit, kleine Details zu erkennen) wird durch den maximalen Abstand zwischen den Antennen und die Frequenz der beobachteten Radiowellen bestimmt. Für diese Studie nutze ein Team, hauptsächlich bestehend aus Astronomen des Joint ALMA Observatory, des National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), des National Radio Astronomy Observatory (NRAO) und des European Southern Observatory (ESO), ALMAs maximalen Antennenabstand von 16 Kilometern und die höchsten Frequenzempfänger (Band 10, bis zu 950 Gigahertz), um die bestmögliche Auflösung zu erreichen.
Diese Leistung erforderte auch eine neue Kalibrierungstechnik, um Fluktuationen in der Erdatmosphäre oberhalb der Antennen zu korrigieren. Die von dem Team verwendete Kalibrierungstechnik, bekannt als “Band-zu-Band (B2B)”, wurde ursprünglich in den 1990er Jahren am Nobeyama Radio Observatory des NAOJ für zukünftige Millimeter/Submillimeter-Interferometer getestet.
Für ihre Beobachtungen wählte das Team R Leporis aus, einen Stern im Endstadium der stellaren Entwicklung, rund 1.535 Lichtjahre von der Erde entfernt. Das Team konnte R Leporis mit der bislang besten Auflösung von fünf Millibogensekunden beobachten. Das entspricht der Dicke eines einzelnen menschlichen Haares aus vier Kilometern Entfernung. Die Beobachtungen zeigen die Oberfläche des Sterns und einen Ring aus Gas um den Stern. Das Team bestätigte auch, dass Gas von dem Stern in den umgebenden Weltraum entweicht.
Diese jüngst demonstrierte Fähigkeit für hochauflösende Beobachtungen kann jetzt auf junge Sterne mit protoplanetaren Scheiben angewandt werden, in denen Planeten entstehen. Zukünftige Beobachtungen mit hoher Auflösung werden neue Einblicke in die Entstehung von Planeten geben, insbesondere erdähnlicher Planeten.
Studie: “ALMA High-frequency Long Baseline Campaign in 2021: Highest Angular Resolution Submillimeter Wave Images for the Carbon-rich Star R Lep” von Asaki et al.
(THK)
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