Die ersten Nahaufnahmen eines Sterns außerhalb der Milchstraße

Der Stern WOH G64, der sich in einer Ent­fer­nung von unglaub­li­chen 160.000 Licht­jah­ren von uns befin­det, ließ sich dank der beein­dru­cken­den Schär­fe des Very Lar­ge Telescope Inter­fe­ro­me­ter (VLTI) der Euro­päi­schen Süd­stern­war­te (ESO) abbil­den. Die neu­en Beob­ach­tun­gen zei­gen einen Stern, der Gas und Staub aus­stößt und sich in der letz­ten Pha­se vor sei­ner Umwand­lung in eine Super­no­va befindet.

„Zum ers­ten Mal ist es uns gelun­gen, ein ver­grö­ßer­tes Bild eines ster­ben­den Sterns in einer Gala­xie außer­halb unse­rer eige­nen Milch­stra­ße auf­zu­neh­men“, sagt Ohna­ka, Astro­phy­si­ker an der Uni­ver­si­dad Andrés Bel­lo in Chi­le und Haupt­au­tor einer Stu­die, deren Beob­ach­tun­gen heu­te in Astro­no­my & Astro­phy­sics ver­öf­fent­licht wur­den. „Wir ent­deck­ten einen eiför­mi­gen Kokon, der den Stern eng umgibt. Wir sind begeis­tert, weil dies mit dem hef­ti­gen Aus­stoß von Mate­ri­al des ster­ben­den Sterns vor einer Super­no­va-Explo­si­on zusam­men­hän­gen könn­te.“

Bis­her haben Astro­nom­in­nen und Astro­no­men etwa zwei Dut­zend ver­grö­ßer­te Bil­der von Ster­nen in unse­rer Gala­xie auf­ge­nom­men und so deren Eigen­schaf­ten erforscht. Doch es gibt unzäh­li­ge wei­te­re Ster­ne in ande­ren Gala­xien, die so weit ent­fernt sind, dass es bis­her eine extre­me Her­aus­for­de­rung war, auch nur einen von ihnen im Detail zu beob­ach­ten. Bis jetzt. Der neu abge­bil­de­te Stern WOH G64 liegt in der Gro­ßen Magel­lan­schen Wol­ke, einer der klei­nen Gala­xien, die die Milch­stra­ße umkrei­sen. Astro­nom­in­nen und Astro­no­men ken­nen die­sen Stern seit Jahr­zehn­ten und haben ihn tref­fend als „Behe­mo­th-Stern“ (dt. Unge­tüm) bezeich­net. Mit einer Grö­ße, die etwa dem 2000-fachen unse­rer Son­ne ent­spricht, wird WOH G64 als Roter Über­rie­se klassifiziert.

Ohn­a­kas Team inter­es­sier­te sich schon lan­ge für die­sen gigan­ti­schen Stern. Bereits 2005 und 2007 nutz­ten sie das VLTI der ESO in der chi­le­ni­schen Ata­ca­ma-Wüs­te, um mehr über die Eigen­schaf­ten des Sterns zu erfah­ren, und setz­ten die Unter­su­chung in den dar­auf­fol­gen­den Jah­ren fort. Ein tat­säch­li­ches Bild des Sterns war jedoch nicht mög­lich. Für das gewünsch­te Bild muss­te das Team auf die Ent­wick­lung eines der Instru­men­te der zwei­ten Gene­ra­ti­on des VLTI, GRAVITY, war­ten. Nach dem Ver­gleich ihrer neu­en Ergeb­nis­se mit ande­ren frü­he­ren Beob­ach­tun­gen von WOH G64 stell­ten sie über­rascht fest, dass der Stern in den ver­gan­ge­nen zehn Jah­ren schwä­cher gewor­den war.

„Wir haben fest­ge­stellt, dass der Stern in den ver­gan­ge­nen zehn Jah­ren eine erheb­li­che Ver­än­de­rung erfah­ren hat, was uns die sel­te­ne Gele­gen­heit bie­tet, das Leben eines Sterns in Echt­zeit zu beob­ach­ten“, sagt Gerd Wei­gelt, Pro­fes­sor für Astro­no­mie am Max-Planck-Insti­tut für Radio­as­tro­no­mie in Bonn und Mit­au­tor der Stu­die. In ihrer letz­ten Lebens­pha­se ver­lie­ren Rote Über­rie­sen wie WOH G64 ihre äuße­ren Schich­ten aus Gas und Staub in einem Pro­zess, der Tau­sen­de Jah­re dau­ern kann. „Die­ser Stern ist einer der extrems­ten sei­ner Art, und jede dras­ti­sche Ver­än­de­rung kann ihn einem explo­si­ven Ende näher brin­gen“, fügt Co-Autor Jac­co van Loon, Direk­tor des Kee­le Obser­va­to­ry an der Kee­le Uni­ver­si­ty, Groß­bri­tan­ni­en, hin­zu, der WOH G64 seit den 1990er Jah­ren beobachtet.

Das Team geht davon aus, dass das abge­sto­ße­ne Mate­ri­al auch für die Ver­dun­ke­lung und die uner­war­te­te Form des Staub­ko­kons um den Stern ver­ant­wort­lich sein könn­te. Auf dem neu­en Bild ist zu erken­nen, dass der Kokon gestreckt ist, was die Wis­sen­schaft­ler über­rascht hat, da sie auf­grund frü­he­rer Beob­ach­tun­gen und Com­pu­ter­mo­del­le eine ande­re Form erwar­tet hat­ten. Nach Ansicht des Teams könn­te die eiför­mi­ge Form des Kokons ent­we­der durch abge­sto­ße­nes Mate­ri­al des Sterns oder durch den Ein­fluss eines noch unent­deck­ten Begleit­sterns erklärt werden.

Da der Stern schwä­cher wird, wird es selbst für das VLTI immer schwie­ri­ger, wei­te­re Nah­auf­nah­men von ihm zu machen. Geplan­te Aktua­li­sie­run­gen der Instru­men­tie­rung des Tele­skops, wie z. B. das zukünf­ti­ge GRAVITY+, ver­spre­chen jedoch bal­di­ge Abhil­fe. „Ähn­li­che Fol­ge­be­ob­ach­tun­gen mit Instru­men­ten der ESO wer­den wich­tig sein, um zu ver­ste­hen, was in dem Stern vor sich geht“, so Ohna­ka abschließend.

MN

Hintergrundinformationen

Das Very Lar­ge Telescope Inter­fe­ro­me­ter der ESO kom­bi­niert das von den Tele­sko­pen des Very Lar­ge Telescope (VLT) der ESO gesam­mel­te Licht, ent­we­der von den vier 8‑Me­ter-Haupt­te­le­sko­pen oder den vier klei­ne­ren Hilfs­te­le­sko­pen, und erstellt so detail­rei­che Bil­der des Kos­mos. Dadurch wird das VLTI zu einem „vir­tu­el­len“ Tele­skop mit einer Auf­lö­sung, die der maxi­ma­len Ent­fer­nung zwi­schen den ein­zel­nen Tele­sko­pen ent­spricht. Die­ser Pro­zess ist äußerst kom­plex und erfor­dert Instru­men­te, die spe­zi­ell für die­se Auf­ga­be ent­wi­ckelt wurden.

In den Jah­ren 2005 und 2007 hat­te Ohn­a­kas Team Zugang zur ers­ten Gene­ra­ti­on die­ser Instru­men­te: MIDI. Die­se Beob­ach­tun­gen mit MIDI waren für ihre Zeit zwar beein­dru­ckend, kom­bi­nier­ten aber nur das Licht von zwei Tele­sko­pen. Jetzt haben For­sche­rin­nen und For­scher Zugang zu GRAVITY, einem Instru­ment der zwei­ten Gene­ra­ti­on, das das Licht von vier Tele­sko­pen ein­fan­gen kann. Sei­ne ver­bes­ser­te Emp­find­lich­keit und Auf­lö­sung ermög­lich­ten das Bild von WOH G64. Die Ent­wick­lung geht jedoch noch wei­ter. Mit GRAVITY+ ist eine Erwei­te­rung von GRAVITY geplant, die ver­schie­de­ne tech­no­lo­gi­sche Ver­bes­se­run­gen am VLTI und VLT nut­zen wird. Mit die­sen wird das VLTI Objek­te sehen kön­nen, die schwä­cher und wei­ter ent­fernt sind als je zuvor.

Die­se Stu­die wur­de in einem Arti­kel vor­ge­stellt, der in Astro­no­my and Astro­phy­sics erschei­nen wird.

Das Team besteht aus: K. Ohna­ka (Insti­tu­to de Astrofí­si­ca, Depart­a­men­to de Físi­ca y Astro­no­mía, Facul­tad de Cien­ci­as Exac­tas, Uni­ver­si­dad Andrés Bel­lo, Chi­le), K.-H. Hof­mann (Max-Planck-Insti­tut für Radio­as­tro­no­mie, Bonn, Deutsch­land [MPIfR]), G. Wei­gelt (MPIfR), J. Th. van Loon (Len­nard-Jones Labo­ra­to­ries, Kee­le Uni­ver­si­ty, Groß­bri­tan­ni­en), D. Schertl (MPIfR), S. R. Gold­man (Space Telescope Sci­ence Insti­tu­te, Bal­ti­more, USA).

Links

• For­schungs­ar­ti­kel
• Fotos vom VLT und VLTI

Link zur ESO-Pres­se­mit­tei­lung