VERY LARGE TELESCOPE
1000 "wunderbare" Sterne in Centaurus A
von Hans Zekl
für astronews.com
23. Juni 2003

In der uns recht nahen elliptischen Riesengalaxie Centaurus A entdeckten Astronomen mit Hilfe des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte mehr als 1000 leuchtstarke veränderliche Sterne. Damit bietet sich die Möglichkeit, mehr über diesen Galaxientyp zu erfahren, der nach Ansicht der Wissenschaft für den Aufbau des Universums eine wichtige Rolle gespielt hat.

Die Galaxie Centaurus A, aufgenommen mit dem ESO/MPG 2,2-Meter-Teleskop in La Silla. Ausschnitt eines winzigen Bereichs von Centaurus A. Nahezu alle rötlichen Sterne sind Mira-Veränderliche. Fotos: ESO

Sterne in fortgeschrittenem Alter werden irgendwann instabil. Die Energieerzeugungsprozesse in ihrem Inneren laufen nicht mehr gleichmäßig ab - mehr oder weniger regelmäßig wird das atomare Feuer stärker oder schwächer. Die Sterne reagieren darauf, in dem sie sich im selben Rhythmus aufblähen und dann wieder schrumpfen. Unter den mit bloßem Auge sichtbaren Sternen zeigt einer von 300 Sternen Helligkeitsschwankungen. Insbesondere kommen sie unter den kühlen und roten Riesensternen vor. Nahezu alle leuchtstarken Sterne dieser Gruppe sind variabel.

Einer der bekanntesten unter diesen veränderlichen Sternen ist Mira im Sternbild Walfisch, ein kühler roter Riesenstern. Er fiel schon 1596 David Fabricius aus Ostfriesland auf. 1638 bestimmte Johann Holwarda seine Periode zu elf Monaten. Im Jahr 1642 benannte Johannes Hevelius aus Danzig den Stern Mira, "die Wunderbare". Später fand man noch viele ähnliche Sterne, so dass Mira für eine ganze Klasse mit mehreren tausend Mitgliedern dieser veränderlichen Sterne steht, die ihre Temperatur und Größe über Perioden zwischen 100 und 1000 Tagen dramatisch verändern. Dadurch zeigen sie Helligkeitsschwankungen von mehr als 2,5 Größenklassen. Dabei sind Mira-Sterne einige hundert bis 1000-mal größer als die Sonne. Mira selbst ist im Minimum so schwach, dass sie nur in kleineren Teleskopen zu sehen ist, während im Maximum ihre Helligkeit an die der 50 hellsten Sterne am Himmel heran kommen kann. Der Stern strahlt dann bis zu 1500-mal heller als die Sonne. Seine Periode beträgt etwa 332 Tage.

Nun fand ein internationales Astronomenteam unter der Leitung der ESO-Astronomin Marina Rejkuba während dreijähriger Beobachtungen am Paranal-Observatorium der europäischen Südsternwarte ESO in den chilenischen Anden mehr als 1000 leuchtstarke rote variable Sterne in der elliptischen Galaxis Centaurus A oder NGC 5128, die etwa 13 Millionen Lichtjahre entfernt und im südlichen Sternbild Zentaur liegt. Momentan verschmilzt sie mit einer ihrer Nachbargalaxien, was sie zu einem der spektakulärsten Himmelsobjekte macht. In ihrem Zentrum befindet sich ein großes Schwarzes Loch.

Untersuchungen des Lichtwechsels der beobachteten Sterne zeigen, dass es sich bei ihnen meist um Mira-Veränderliche handelt. Damit wurde ein neues Fenster für die Untersuchungen der Sterne in großen elliptischen Galaxien geöffnet, spielte dieser Galaxientyp doch in der Frühphase des Universums eine zentrale Rolle bei der Entstehung der Galaxienhaufen.

Obwohl die Auswertung der Daten noch nicht abgeschlossen ist, wurden schon einige wichtige wissenschaftliche Ergebnisse gewonnen. Allgemein nahm man früher an, dass die Sterne in elliptischen Galaxien alt sind. Die neuen Beobachtungen machten aber deutlich, dass es in ihnen auch junge Sterne und solche mittleren Alters gibt. Dabei sind die jungen Sterne in der Nähe des starken Jets zu finden, der von dem zentralen Schwarzen Loch erzeugt wird. Die Existenz der mittelalten Sterne liefert wichtige Hinweise zur Entstehung der elliptischen Galaxien.

Über die Mira-Sterne konnte außerdem die Entfernung der Galaxis bestätigt werden. Die Pulsation der Sterne gehorcht einer Perioden-Leuchtkraft-Beziehung. Je länger die Periode ist, desto heller ist der Stern. Danach ist Centaurus A 13,7 Millionen Lichtjahre entfernt mit einem Fehler von 1,9 Millionen Lichtjahren. Die Studie zeigt außerdem, dass sich das Erscheinungsbild der Sterne mit dem Abstand vom Galaxienzentrum ändert. Offen ist noch, ob es sich dabei um Änderungen in ihrer chemischen Zusammensetzung, einem Alterseffekt oder einer Kombination davon handelt.