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Wie ein Überriese Masse verliert
von Stefan Deiters
astronews.com
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.
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.
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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