KECK-INTERFEROMETER
Nova-Explosion überrascht Astronomen
von Stefan Deiters
astronews.com
29. Januar 2008

Mit dem neuen Keck-Interferometer, einer Zusammenschaltung der beiden großen Keck-Teleskope auf Hawaii, haben Astronomen eine Nova-Explosion im nahegelegenen System RS Ophiuchi beobachtet. Was die Astronomen allerdings zu Gesicht bekamen, passt überhaupt nicht ins Bild dieser Sternenexplosionen: Wo sie Staub vermuteten, war gar keiner.

So stellt sich ein Künstler das System RS Ophiuchi kurz nach der Nova vor. Der entdeckte Staub ist im Vordergrund dargestellt. Bild: Keck Observatory / Casey Reed

Ein jetzt vorgestelltes Ergebnis, das mit dem neuen Keck-Interferometer gewonnen wurden, scheint Teile einer bewährten Theorie über Sternexplosionen in Frage zu stellen. Durch das Keck-Interferometer werden die beiden 10-Meter Keck-Teleskope auf dem Gipfel des Mauna Kea auf Hawaii quasi zu einem einzigen großen Teleskop zusammengeschaltet (astronews.com berichtete). Durch einen bestimmten, neu entwickelten Beobachtungsmodus, den die Astronomen Nulling-Mode oder Auslöschungs-Modus nennen, können sie das helle Licht eines Sterns unterdrücken und so die unmittelbare Umgebung besser studieren. Mit dem Interferometer gelingen Aufnahmen mit einer zehnfach höheren Auflösung als mit einem einzelnen Keck-Teleskop.

Der spezielle Nulling-Beobachtungsmodus wurde entwickelt, um die Beobachtung von Staub um nahegelegene Sterne zu ermöglichen - ein Bereich, der auch deswegen interessant ist, weil es die Region ist, in der Planeten entstehen können. "Weil der Stern so viel heller als der Staub ist, muss irgendetwas dessen Licht ausblenden und genau dies tut das Instrument", erläutert Rachel L. Akeson, die als Keck-Interferometer-Wissenschaftlerin am California Institute of Technology arbeitet. "Die Technik hat sich als sehr leistungsfähig erwiesen, auch für viele andere Objekte."

Der Stern im Sternbild Schlangenträger (Ophiuchus) ist für das Interferometer-Team gerade zur rechten Zeit zur Nova geworden: am 12. Februar 2006. "Wir hatten großes Glück, da wir Astronomen an gleich zwei Interferometer-Standorten, am Keck-Interferometer auf Hawaii und am Infrared Optical Telescope Array in Arizona bei der Arbeit hatten", erinnert sich Wes Traub vom Jet Propulsion Laboratory der NASA, der die Beobachtungen leitete. "Innerhalb von wenigen Minuten nach Bekanntwerden der Nova konnten wir beide Teams alarmieren, die dann mit Beobachtungen begonnen haben."

Das beobachtete Nova-System RS Ophiuchi besteht aus einem Weißen Zwergstern und einem Roten Riesenstern. Der Riesenstern verliert Teile seiner äußeren Hülle. Dieses Material sammelt sich auf der Oberfläche des Weißen Zwergs, eines kompakten Überrests der Sternentwicklung, an. Irgendwann hat sich so viel Material angesammelt, dass es zu einer Explosion kommt, durch die sich die Helligkeit des Systems um das rund 600-fache erhöht. Die Explosion zerstört den Stern aber nicht, so dass der Prozess von Neuem beginnen kann. Nova-Ausbrüche von RS Ophiuchi wurden bislang 1898, 1933, 1958, 1967 und 1985 beobachtet, so dass auch 2006 wieder ein Ausbruch erwartet worden war.

Rund dreieinhalb Tage nach Entdeckung der Nova untersuchte das Team RS Ophiuchi auch mit dem Nulling-Mode des Interferometers, um so das Licht des Sterns auszublenden und die deutlich lichtschwächere Umgebung und auch die helle Explosionszone zu untersuchen. Die Resultate lieferten eine Überraschung: In der hellen Explosionszone fanden die Astronomen keinerlei Staub, vermutlich weil dieser durch die Explosion verdampft war.

In größerer Entfernung vom Weißen Zwerg jedoch, etwa vergleichbar mit der 20-fachen Entfernung der Erde von der Sonne, entdeckten die Wissenschaftler Silikat-Staub. Da die Schockwelle der Explosion noch nicht in diese Gegend vorgedrungen war, muss dieser Staub bereits vor der Nova vorhanden gewesen sein. "Das war genau das Gegenteil von dem, was wir erwartet hatten", erläutert Richard Barry vom Goddard Space Flight Center der NASA. "Wir dachten immer, dass durch Nova-Explosionen Staub entsteht."

Die Astronomen vermuten, dass der Staub gebildet wird, wenn der Weiße Zwerg durch die Winde des Roten Riesen "pflügt" und dadurch Strukturen entstehen lässt, die ein wenig an die Spiralarme der Milchstraße erinnern. Wo sich mehr Material ansammelt, könnte es soweit abkühlen und dicht genug werden, dass sich Atome zu Staubteilchen zusammentun können. Durch den Nova-Ausbruch wurde diese Struktur inzwischen zerstört, doch sollte sie in den nächsten Jahren wieder neu entstehen.