Wenn Sterne ihren Wasserstoff-Brennstoffvorrat aufbrauchen, verlassen sie die Hauptsequenzphase ihrer Evolution und treten in die sogenannte Red Giant Branch (RGB)-Phase ein. Dies ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sterne deutlich ausdehnen und Zehntausende Male größer werden als unsere Sonne. Außerdem werden sie dunkler und kühler, was ihnen ein rötlich-oranges Aussehen verleiht (daher der Name).
Kürzlich hat ein Team von Astronomen die ESO verwendet Sehr großes Teleskop-Interferometer (VLTI), um einen solchen Stern zu kartieren, den roter Überriese Antares . Auf diese Weise konnten sie die detaillierteste Karte eines anderen Sterns als unserer Sonne erstellen. Die von ihnen aufgenommenen Bilder enthüllten auch einige unerwartete Dinge über diesen Überriesenstern, die Astronomen helfen könnten, die Dynamik und Entwicklung von Roten Riesensternen besser zu verstehen.
Die Studie mit dem Titel „ Heftige atmosphärische Bewegungen im roten Superriesen-Supernova-Vorläufer Antares “, erschien kürzlich in der ZeitschriftNatur. Wie aus der Studie hervorgeht, hat das Team – das von Keiichi Ohnaka, einem außerordentlichen Professor an der UCN Institut für Astronomie in Chile = auf das VLTI bei der ESO angewiesen Paranal-Observatorium in Chile, um die Oberfläche von Antares zu kartieren und die Bewegungen seines Oberflächenmaterials zu messen.
Künstlerische Darstellung des roten Überriesensterns Antares, der sich 550 ly entfernt im Sternbild Skorpion befindet. Bildnachweis: ESO/M. Kornmesser
Der Zweck ihrer Studie bestand darin, aufzuzeichnen, wie sich Sterne, die in ihre RGB-Phase eingetreten sind, zu verändern beginnen. Das VLTI ist für diese Aufgabe in einzigartiger Weise geeignet, da es in der Lage ist, Licht von vier verschiedenen Teleskopen zu kombinieren – dem 8,2-Meter-Teleskop Einheitsteleskope , oder das kleinere Hilfsteleskope – ein virtuelles Teleskop zu erstellen, das die Auflösung einer Teleskoplinse mit einem Durchmesser von 200 Metern hat.
Dadurch kann das VLTI feine Details weit über das hinaus auflösen, was mit einem einzelnen Teleskop zu sehen ist. Wie Prof. Ohnaka kürzlich in einer ESO . erklärte Pressemitteilung :
'Wie Sterne wie Antares in der Endphase ihrer Evolution so schnell an Masse verlieren, ist seit über einem halben Jahrhundert ein Problem.Das VLTI ist die einzige Einrichtung, die die Gasbewegungen in der erweiterten Atmosphäre von Antares direkt messen kann – ein entscheidender Schritt zur Klärung dieses Problems. Die nächste Herausforderung besteht darin, herauszufinden, was die turbulenten Bewegungen antreibt. '
Für ihre Studie stützte sich das Team auf drei der VLTI-Hilfsteleskope und ein Instrument namens Astronomischer Multi-BEam-KombinatorR (BERNSTEIN). Dieses spektrointerferometrische Nahinfrarot-Instrument kombiniert drei Teleskopstrahlen kohärent und ermöglicht es Astronomen, die Sichtbarkeiten und Schließphasen von Sternen zu messen. Mit diesen Instrumenten erhielt das Team Bilder der Oberfläche von Antares über einen kleinen Bereich von Infrarotwellenlängen.
Daraus konnte das Team den Unterschied zwischen der Geschwindigkeit des atmosphärischen Gases an verschiedenen Orten auf der Oberfläche von Antares sowie seine durchschnittliche Geschwindigkeit über die gesamte Oberfläche berechnen. Dies führte zu einer zweidimensionalen Geschwindigkeitskarte von Antares, die die erste solche Karte ist, die von einem anderen Stern als der Sonne erstellt wurde. Wie bereits erwähnt, ist es auch die bisher detaillierteste Karte aller Sterne außerhalb unseres Sonnensystems.
Die Studie machte auch einige interessante Entdeckungen über die Vorgänge auf der Oberfläche von Antares und in ihrer Atmosphäre. Sie fanden zum Beispiel Hinweise auf Hochgeschwindigkeitsauftriebe von Gas, die Entfernungen von bis zu 1,7 Sonnenradien in den Weltraum erreichten – viel weiter als bisher angenommen. Dies könne nicht allein durch Konvektion erklärt werden, den Vorgang, bei dem sich kaltes Material nach unten und heißes Material kreisförmig nach oben bewege.
Dieser Prozess findet auf der Erde in der Atmosphäre und mit Meeresströmungen statt, ist aber auch dafür verantwortlich, dass sich heißere und kältere Gase innerhalb von Sternen bewegen. Die Tatsache, dass Konvektion das Verhalten der erweiterten Atmosphäre von Antares nicht erklären kann, legt daher nahe, dass ein neuer und nicht identifizierter Prozess verantwortlich sein muss, der bei Roten Riesensternen üblich ist.
Diese Ergebnisse bieten daher neue Möglichkeiten für die Erforschung der Sternentwicklung, die dank Instrumenten der nächsten Generation wie dem VTLI ermöglicht wird. Als Ohnaka schloss:
Diese Art von Forschung verbessert nicht nur unser Verständnis von Sternen außerhalb unseres Sonnensystems, sondern lässt uns auch wissen, was uns erwartet, wenn unsere Sonne ihre Hauptreihenphase verlässt und sich zu einem Roten Riesen ausdehnt. Obwohl dieser Tag Milliarden von Jahren entfernt ist und wir nicht sicher sein können, ob die Menschheit bis dahin überhaupt da sein wird, ist es für unser Verständnis des Universums wichtig, die Mechanik der Sternentwicklung zu kennen. Es lohnt sich zu wissen, dass wir auch nach unserer Abwesenheit vorhersagen können, was noch da ist und wie lange. Schauen Sie sich unbedingt diese 3D-Animation von Antares an, die von der ESO zur Verfügung gestellt wurde:„Zukünftig kann diese Beobachtungstechnik auf verschiedene Arten von Sternen angewendet werden, um ihre Oberflächen und Atmosphären in noch nie dagewesenen Details zu untersuchen. Dies war bisher nur auf die Sonne beschränkt. Unsere Arbeit bringt die stellare Astrophysik in eine neue Dimension und öffnet ein völlig neues Fenster zur Beobachtung von Sternen.“
