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StartseiteForschung aktuellRätsel um verdunkelten Stern gelöst17.06.2021

BeteigeuzeRätsel um verdunkelten Stern gelöst

Beteigeuze im Sternbild Orion ist einer der hellsten Sterne an unserem Nachthimmel. 2019 hatte er sich monatelang verdunkelt, was viele Spekulationen auslöste. Jetzt haben Astronomen das Rätsel gelöst, mithilfe eines hoch auflösenden Teleskops der Europäischen Südsternwarte.

Eric Lagadec im Gespräch mit Ralf Krauter

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Als sich der der Stern Beteigeuze 2019 verdunkelte, glaubten manche Experten, der Helligkeitseinbruch 725 Lichtjahre entfernt zeige die Vorboten einer Supernova-Explosion. Andere wähnten gar Außerirdische am Werk, die eine Dyson-Sphäre errichten, um Energie zu gewinnen. Im Sommer 2020 zeichnete sich dann eine simplere Erklärung ab: Eine Staubwolke, die dem Licht von der Oberfläche des Sterns den Weg versperrt hat. Im Fachmagazin Nature bestätigen Astronomen das jetzt und schreiben: Das Rätsel um den Helligkeitseinbruch von Beteigeuze sei gelöst, dank hochauflösender Oberflächenaufnahmen mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte ESO.

Der Astronom Dr. Eric Lagadec war Teil des Forscherteams. Er berichtete, wie sein Team jetzt davon profitierte, dass das Teleskop Beteigeuze schon seit Jahren beobachtet: "2015 wurde ein neues Instrument namens Sphere installiert, mit dem wir die Oberfläche dieses roten Riesen genauer als jemals zuvor abbilden konnten. Das tun wir seitdem regelmäßig, so dass wir schon aus der Zeit vor der großen Verdunklung im Jahr 2019 präzise Beobachtungsdaten hatten."

Beteigeuze pustet seit vielen Jahren große Gaswolken in die Umgebung (der rote Kreis im Zentrum zeigt den Durchmesser des Sterns) (ESO) (ESO)Supernova Beteigeuze
Beteigeuze hat etwa 20-mal mehr Masse als unsere Sonne. Er ist ein roter Überriese, ein Stern in der Endphase seines Lebens und hat sich bereits gewaltig aufgebläht.

Teleskopaufnahmen gaben Hinweise auf Ursachen

Damit hatten die Forschenden den Stern schon im Visier, als er im Oktober 2019 an Strahlkraft verlor. Die Aufnahmen der Sternoberfläche gaben schließlich Hinweise auf die Ursachen. "Die Bilder zeigen, wie sich die Hälfte der Oberfläche des Sterns allmählich verdunkelt. Da passierte also etwas, was die Hälfte des Sterns verdeckte. Wir rätselten natürlich, was das sein könnte. Hatte sich der Stern in dieser Region abgekühlt? Oder hatte sich dort eine Staubwolke gebildet, die dem Licht den Weg versperrte?"

Um herauszufinden, welche dieser Erklärungen stimmte, hat das Forscherteam um Lagadec eine ganze Reihe von Modellrechnungen gemacht: "Wir haben Computer mit allen verfügbaren Daten und allem, was wir über die Physik von roten Riesensternen wissen, gefüttert. Am Ende sahen wir: Die beste Erklärung war, dass sich zwischen dem Stern und uns eine Wolke aus Staub gebildet hatte."

Beteigeuze schleuderte selbst Staub ins All

Es war also stellarer Staub, der zu der Verdunklung führte. Eric Lagadec erklärt, woher er kam: "Im Inneren von Sternen gibt es Konvektionsströme, die heiße Gasblasen zur Oberfläche aufsteigen lassen, wie die Luftblasen in einem Topf mit kochendem Wasser. Wenn so eine Gasblase aus der Oberfläche des Stern schießt, kühlt sie sich ab. Dabei entstehen Staubpartikel, die Sandkörnern ähneln. Sie bestehen aus großen Molekülen, die Magnesium, Eisen und Silizum enthalten. Diese Staubkörner sind einige Mikrometer groß."

Des Rätsels Lösung ist also: Dieser rote Riesenstern hat selbst eine Staubwolke ins All geschleudert, die dazu führte, dass weniger Licht die Erde erreichte. "Das Licht, das Beteigeuze ausstrahlt, wurde von den Staubpartikeln in der Wolke absorbiert und als Infrarotlicht wieder abgestrahlt."

Rote Riesensterne aktiver als angenommen

Das alles sind neue Einsichten, die auch unser Bild von roten Riesensternen verändern werden, davon geht Astronom Lagadec aus: "Bevor wir die Aufnahmen von Beteigeuze analysiert haben, gingen die meisten Modelle davon aus, dass solche alternden massereichen Sterne relativ kontinuierlich Materie ausstoßen - und zwar gleichmäßig in alle Richtungen. Hier haben wir jetzt beobachtet, wie innerhalb weniger Wochen enorme Mengen von Masse ausgestoßen wurden – und zwar nur in eine Richtung. Der Sternenstaub kann also offenbar ziemlich plötzlich mit strahlförmigen Jets ins Alls schießen. Das ist eine sehr wichtige neue Erkenntnis."

Brillant im Ruhestand: Im Bubble-Nebel pustet ein Stern diese wunderbare Materieblase ins All  (Hubble/NASA/ESA) (Hubble/NASA/ESA)Der bunte Ruhestand der Sterne
Im Weltraum geht es oft erstaunlich menschlich zu: Auch Sterne werden geboren, müssen arbeiten und setzen sich irgendwann zur Ruhe. Zu den berühmten Rentnersternen gehört Beteigeuze.

Teleskop verfolgt Sternenstaub-Bildung in Echtzeit

Die Masse an Sternenstaub, die da innerhalb weniger Wochen entstand, entsprach beinahe der Masse der Erde. Für das Forscherteam ein spektakuläres Ereignis und sehr beeindruckend, die Bildung von Sternenstaub in Echtzeit beobachten zu können. Ihre Ergebnisse enttäuschen jetzt allerdings Wissenschaftler, die darauf hofften, die wochenlange Verdunkelung von Beteigeuze wäre der Vorbote einer bevorstehenden Supernova-Explosion. Was sagt Eric Lagadec zur Frage, ob die dennoch bald kommen könnte? 

"Ich muss diese Leute leider enttäuschen. Sie werden warten müssen. Das letzte Mal, dass eine Supernova in unserer Galaxie mit dem bloßen Auge von der Erde aus beobachtet werden konnte, war im Jahr 1604. Und wir können leider nicht genau sagen, wann Beteigeuze explodieren wird. Dafür sind unsere Modelle noch nicht gut genug. Es könnte entweder sofort passieren oder erst in 10 oder 100 000 Jahren. Wir müssen also abwarten und geduldig sein - und uns derweil weiter am Sternbild Orion mit dem hellen Stern Beteigeuze erfreuen."

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