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Wie ein Überriese Masse verliert
von Stefan Deiters
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27. November 2015

Astronomen haben mithilfe des Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO die bislang detailliertesten Beobachtungen des roten Überriesen VY Canis Majoris gemacht. Die neuen Daten helfen bei der Klärung der Frage, wie es diesen Riesensternen gelingt, so ungeheure Mengen an Material ins All zu blasen.

VY Canis Majoris

Blick auf die unmittelbare Umgebung von VY Canis Majoris mit SPHERE. Der Überriese selbst ist durch eine Blende verdeckt. Bild: ESO [Großansicht

VY Canis Majoris, ein roter Überriese im Sternbild Großer Hund, zählt mit zu den größten bekannten Sternen der Milchstraße. Der Riese hat etwa die 30- bis 40-fache Masse unserer Sonne und ihre 300.000-fache Leuchtkraft. Der Durchmesser des Sterns ist so gewaltig, dass er in unserem Sonnensystem bis zum Orbit des Gasriesen Jupiter reichen würde.

VY Canis Majoris befindet sich fast am Ende seiner Entwicklung. In dieser Phase blähen sich Sterne zu Roten Riesen auf und stoßen große Mengen an Material in ihre Umgebung ab. Dieses Stadium endet schließlich für Sterne in diesem Massenbereich mit einer gewaltigen Supernova-Explosion.

Astronomen haben VY Canis Majoris nun mithilfe des Instruments SPHERE am Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO anvisiert und so die bislang detailliertesten Beobachtungen dieses Überriesen gemacht. Möglich wurde dies durch die leistungsfähige adaptive Optik des Instruments, durch die Störungen durch die Luftunruhe der Erdatmosphäre besser korrigiert werden konnten, als bei früheren Systemen. Dadurch sind auf den Aufnahmen noch Details in unmittelbarer Nähe des hellen Sterns zu erkennen.

Das Interesse der Wissenschaftler galt der Wolke aus Material, die von dem Stern ins All geblasen wurde und die dieser jetzt zum Leuchten bringt. Sie untersuchten dabei auch, wie das Licht des Sterns von dem Material in den Wolken abgelenkt und polarisiert wird. Dies verriet ihnen etwas über die Eigenschaften des Staubs. Es stellte sich heraus, dass die Staubpartikel mit einem Durchmesser von etwa 0,5 Mikrometern überraschend groß sind - sie sind etwa 50-mal größer als Staubkörner, die sich normalerweise im interstellaren Raum finden.

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Diese Informationen hilft den Forschern die Prozesse, die in dieser Phase der Entwicklung von massereichen Sternen ablaufen, besser zu verstehen. Die Riesensterne geben nämlich in dieser Zeit große Mengen an Gas und Staub ins All ab - im Fall von VY Canis Majoris ist es das Äquivalent von etwa der 30-fachen Masse der Erde pro Jahr. Dieses Material wird ins All geblasen und vermischt sich später mit den schweren Elementen, die in der Supernova-Explosion entstehen. Aus dieser Mischung können sich dann schließlich irgendwann neue Sterne und auch Planeten bilden.

Bislang war den Astronomen allerdings unklar, wie es dem Riesenstern gelingen kann, große Teile des Materials seiner äußeren Atmosphäre so weit ins All zu beschleunigen, dass diese durch die anschließende Explosion nicht zerstört werden. In Verdacht hatte man den sogenannten "Strahlungsdruck", den das Licht des Sterns auf die Staubpartikel ausübt. Damit dies aber effektiv genug funktionieren kann, müssen die Staubpartikel ausreichend groß sein, um der Strahlung genügend Fläche zu bieten. Sie dürfen außerdem auch nicht zu schwer sein, um überhaupt durch den Strahlungsdruck bewegt werden zu können. Um VY Canis Majoris scheint die Größe der Partikel aber genau richtig zu sein.

"Massereiche Sterne haben ein sehr kurzes Leben", erklärt Peter Scicluna vom Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics in Taiwan. "Wenn sie sich ihrem Ende nähern, verlieren sie große Mengen an Material. In der Vergangenheit konnten wir nur spekulieren, wie dies gelingt. Mithilfe der neuen SPHERE-Daten haben wir aber nun große Staubpartikel um diesen Überriesen nachgewiesen. Sie sind groß genug, um durch den intensiven Strahlungsdruck des Sterns wegbewegt zu werden, was den dramatischen Massenverlust des Sterns erklärt."

Die Astronomen gehen davon aus, dass die Größe der Partikel auch dafür sorgt, dass die intensive Strahlung, die bei der Supernova-Explosion entsteht, sie nicht in größerem Umfang zerstört. Die Explosion dürfte ein spektakuläres Ereignis werden: Von der Erde aus könnte die Supernova von VY Canis Majoris ähnlich hell leuchten wie der Mond. Allerdings dürften bis dahin noch einige hunderttausend Jahre vergehen.

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erscheinen wird.

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siehe auch
Riesensterne: Titanoxide um VY Canis Majoris - 28. März 2013
VLTI: Riesenstern in Großaufnahme - 18. Februar 2009
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
ESO
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