Mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) fanden Astronomen eine unerwartete Spiralstruktur, die den hier in dieser Visualisierung gezeigten Roten Riesenstern R Sculptoris umgibt. Bildnachweis: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Manchmal ist das, was wir nicht sehen können, genauso überraschend wie das, was direkt vor uns liegt. Dies gilt insbesondere für einen neuen Befund der Astronomen, die das Atacama Large Millimeter/sumbillimeter Array (ALMA) in Chile verwenden. Eine überraschende und seltsame Spiralstruktur, die den alten Stern R Sculptoris umgibt, wird wahrscheinlich von einem unsichtbaren Begleiter geschaffen, sagen Astronomen.
Das Team mit ALMA, dem leistungsstärksten Millimeter-/Submillimeter-Teleskop der Welt, kartierte die Spiralstruktur dreidimensional. Die Astronomen sagen, dass dies das erste Mal ist, dass eine Materialspirale mit einer umgebenden Hülle beobachtet wurde. Ihre Ergebnisse berichten sie diese Woche in der Fachzeitschrift Nature.
„Wir haben schon früher Muscheln um diese Art von Stern gesehen“, sagt Hauptautor Matthias Maercker von der Europäischen Südsternwarte und dem Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn in einer Pressemitteilung. 'Aber dies ist das erste Mal, dass wir eine Materialspirale zusammen mit einer umgebenden Hülle aus einem Stern herauskommen sehen.'
Wissenschaftler, die das Hubble-Weltraumteleskop der NASA/ESA verwendeten, fanden eine ähnliche Spirale, jedoch ohne eine umgebende Hülle, während sie den Stern LL Pegasi beobachteten. Anders als bei den neuen ALMA-Beobachtungen konnten die Astronomen jedoch keine dreidimensionale Karte der Struktur erstellen. Hubble-Beobachtungen sahen den Staub, während ALMA die molekulare Emission entdeckte.
ALMA erkennt das warme Leuchten von Kohlenmonoxidmolekülen im fernen Infrarot durch die Multimeter-Wellenlängen und ermöglicht es Astronomen, die Gasemissionen rund um den Stern in hoher Auflösung zu kartieren. Das Team glaubt, dass die seltsam geformte Materialblase wahrscheinlich von einem unsichtbaren Begleitstern geschaffen wurde, der den Roten Riesen umkreist.
Wenn Sterne wie unsere Sonne das Ende ihres Lebens erreichen, werden sie zu roten Riesen. Aufgeschwollen und kühl beginnen die Sterne eine kurzlebige Helium-Brennphase. Während dieser Zeit schuppen die Sterne in einem dichten Sternwind große Mengen ihrer Masse ab und bilden eine sich ausdehnende glühende Hülle um den Sternkern. Die Pulse treten etwa alle 10.000 bis 50.000 Jahre auf und dauern nur wenige hundert Jahre. Neue Beobachtungen von R Sculptoris zeigen, dass ein Pulsereignis den Stern vor etwa 1.800 Jahren erschütterte und etwa 200 Jahre andauerte. Computersimulationen, die die Entwicklung eines Doppelsternsystems verfolgen, passen laut den Astronomen zu den neuen ALMA-Beobachtungen.
„Es ist eine echte Herausforderung, alle beobachteten Details von ALMA theoretisch zu beschreiben“, sagt Co-Autor Shazrene Mohamed vom Argelander Institute for Astronomy in Bonn und South African Astronomical Observatory. „Aber unsere Computermodelle zeigen, dass wir wirklich auf dem richtigen Weg sind. ALMA gibt uns neue Einblicke in das, was in diesen Sternen passiert und was in einigen Milliarden Jahren mit der Sonne passieren könnte.“
Eine Weitfeldansicht des variablen Sterns R Sculptoris des Roten Riesen. Bildnachweis: ESO/Digitalized Sky Survey 2. Danksagung: Davide De Martin
R Sculptoris wird von Astronomen als asymptotischer Riesenzweig (AGB) bezeichnet. Mit Massen zwischen 0,8 und 8 Sonnenmassen sind sie kühle Rote Riesen mit einem winzigen zentralen Kern aus Kohlenstoff und Sauerstoff, umgeben von einer brennenden Hülle aus Helium und brennendem Wasserstoff. Irgendwann wird sich unsere Sonne zu einem AGB-Stern entwickeln. Die leuchtende Hülle besteht aus Gas und Staub, Material, aus dem zukünftige Sterne mit ihrem Gefolge von Planeten und Monden und sogar die Bausteine des Lebens entstehen werden.
„In naher Zukunft werden uns Beobachtungen von Sternen wie R Sculptoris mit ALMA helfen zu verstehen, wie die Elemente, aus denen wir bestehen, aus erreichten Orten wie der Erde bestehen. Sie geben uns auch einen Hinweis darauf, wie die ferne Zukunft unseres eigenen Stars aussehen könnte“, sagt Maercker.
Dieses neue Video zeigt eine Reihe von Schnitten durch die Daten, die jeweils mit einer etwas anderen Frequenz aufgenommen wurden. Diese zeigen die Hülle um den Stern, die als Kreisring erscheint, der immer größer und dann kleiner zu werden scheint, sowie eine klare spiralförmige Struktur im inneren Material, die man am besten etwa zur Hälfte der Videosequenz sieht.
Quelle: Europäische Südsternwarte
Kleine Bildunterschrift:Was wie ein dünnes spiralförmiges Muster aussieht, das sich von einem Stern weg windet, zeigt dieses bemerkenswerte Bild der Advanced Camera for Surveys des NASA/ESA-Hubble-Weltraumteleskops, das eine der perfektesten geometrischen Formen zeigt, die im Weltraum geschaffen wurden. Es erfasst die Bildung eines ungewöhnlichen präplanetaren Nebels, bekannt als IRAS 23166+1655, um den Stern LL Pegasi (auch bekannt als AFGL 3068) im Sternbild Pegasus (das geflügelte Pferd). Bildnachweis: NASA/ESA Hubble
