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STERN/207: Was geschah beim Ausbruch von Eta Carinae? (Sterne und Weltraum)


Sterne und Weltraum 4/12 - April 2012
Zeitschrift für Astronomie

Blick in die Forschung: Nachrichten

Was geschah beim Ausbruch von Eta Carinae?



Das Doppelsternsystem Eta Carinae im südlichen Sternbild Schiffskiel (lateinisch: Carina) enthält zwei massereiche Sterne, die sich schon weit entwickelt haben. Zumindest der massereichere von ihnen steht aus astronomischer Sicht kurz davor, als Supernova zu explodieren. Im 19. Jahrhundert durchlief Eta Carinae für rund 20 Jahre einen starken Helligkeitsausbruch, der ihn zeitweise zum zweithellsten Stern am Himmel nach Sirius machte. Zu dieser Zeit standen auf der Südhalbkugel keine geeigneten Messinstrumente zur Verfügung, um ein detailliertes Spektrum des Sterns aufzuzeichnen. So konnten die Astronomen bislang nur Mutmaßungen darüber anstellen, was damals mit den beiden Komponenten des Doppelsternsystems geschah. Einem Forscherteam um Armin Rest vom Space Telescope Science Institute in Baltimore gelang es nun, nähere Einblicke in die damaligen Ereignisse zu gewinnen.

Der Ausbruch ereignete sich zwar bereits in den Jahren 1838 bis 1858, aber die Astronomen konnten jetzt so genannte Lichtechos der Eruption auffangen. Hier wurde das Licht des Ausbruchs an Staubwolken in der Umgebung von Eta Carinae reflektiert. Da das Licht nicht auf dem direkten Weg vom Stern zu uns gelangte, sondern einen Umweg über die Staubwolken nahm, erreicht es uns erst jetzt. Aus der Analyse der Lichtechos erstellten die Astronomen eine Lichtkurve des Ausbruchs über acht Jahre hinweg, also eine Auftragung der Helligkeit gegen die Zeit. Sie zeigt eine gute Übereinstimmung mit den zeitgenössischen Berichten über das Verhalten von Eta Carinae.

Aus einer zusätzlichen spektralen Analyse ergab sich, dass der auf 170 Sonnenmassen geschätzte Primärstern große Mengen an Gas mit einer Temperatur von rund 5000 Grad Celsius ausstieß. Offenbar waren die thermonuklearen Reaktionen in der Kernzone des massereichen Sterns aus dem Gleichgewicht geraten, und die Energieproduktion des Sterninnern vervielfachte sich. Somit wurden die äußeren Schichten des Sterns durch die Aufheizung aufgebläht und von einem starken Sternwind fortgetragen. Das Gas bildete eine Hülle um die beiden Sterne und strömte auf den mit 80 Sonnenmassen deutlich masseärmeren Begleiter. Die Forscher vermuten, dass während der Ausbruchsphase mehrere Sonnenmassen an Gas auf den kleineren Stern überströmten. Das Aufsammeln des Gases setzte große Mengen an Gravitationsenergie frei, sie war die Hauptenergiequelle des Helligkeitsausbruchs. Ein Teil der Materie wurde vom Begleiter nicht aufgenommen, sondern in Form von zwei riesigen Gasblasen in gegensätzliche Richtungen ausgestoßen. Sie bilden heute den spektakulären Homunkulus-Nebel, in dessen Innern sich heute die beiden Sterne von Eta Carinae befinden.

Rest, A. et al., In: Nature 482, S. 375-378, 2012.
DOI: 10.1038nature10775


Bildunterschrift der im Schattenblick nicht veröffentlichten Abbildung der Originalpublikation:

  • Der Stern Eta Carinae im südlichen Sternbild Schiffskiel hellte sich Mitte des 19. Jahrhunderts erheblich auf. Licht des Ausbruchs, das an Teilen der umgebenden Gas- und Staubwolken reflektiert wurde, erreicht uns nach diesem Umweg erst heute. In den Detailaufnahmen am rechten Bildrand ist die Entwicklung eines solchen »Lichtechos« zu sehen, die Bilder überdecken einen Zeitraum von acht Jahren. Sie ereignen sich in dem auf der Farbaufnahme eingezeichneten weißen Quadrat.

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Quelle:
Sterne und Weltraum 4/12 - April 2012, Seite 14 - 15
Zeitschrift für Astronomie
Herausgeber:
Prof. Dr. Matthias Bartelmann (ZAH, Univ. Heidelberg),
Prof. Dr. Thomas Henning (MPI für Astronomie), Dr. Jakob Staude
Redaktion Sterne und Weltraum:
Max-Planck-Institut für Astronomie
Königstuhl 17, 69117 Heidelberg
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veröffentlicht im Schattenblick zum 29. Juni 2012