Alternder Stern bläst Materie von sich

  • 20. September 2017

Radioteleskop ALMA weist eine expandierende Gashülle von U Antliae nach.

Mit dem Atacama Large Millimeter/submilli­meter Array (ALMA) ist Astronomen eine eindrucks­volle und schöne Aufnahme gelungen, die eine Blase aus Materie zeigt, die von dem exo­tischen roten Stern U Antliae ausge­stoßen wurde. Mit den Beobach­tungen ist es den Forschern möglich, besser zu verstehen, wie sich Sterne während ihrer späten Lebens­phasen entwickeln. Maßgeblich beteiligt waren Wissen­schaftler der Univer­sität Wien.

Abb.: Dünne Blase aus ausgestoßener Materie um den kühlen, roten Stern U Antliae. (Bild: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / F. Kerschbaum)

Abb.: Dünne Blase aus ausgestoßener Materie um den kühlen, roten Stern U Antliae. (Bild: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / F. Kerschbaum)

Im licht­schwachen südlichen Stern­bild Luftpumpe (lat. Antlia) kann man bei genauer Beo­bachtung mit dem Fernglas einen tiefroten Stern ausmachen, der von Woche zu Woche leicht seine Hellig­keit variiert. Neue Beobach­tungen mit dem ALMA-Radiointer­ferometer haben jetzt eine bemerkens­wert dünne, kugelförmige Schale zum Vorschein gebracht, die den U Antliae umgibt.

U Antliae ist ein Kohlenstoff­stern, ein kühler und sehr heller Stern in der Endphase seines Lebens. Er befindet sich im Hertz­sprung-Russell-Diagramm, mit dessen Hilfe Astro­nomen Sterne klassi­fizieren, auf dem asymptotischen Riesenast. Vor etwa 2700 Jahren durchlief U Antliae eine kurze Phase, in der der Stern sehr viel Masse verloren hat. Während dieser Zeit, die nur wenige hundert Jahre dauerte, wurde die Materie, die in den aktuellen Messungen als Schale erscheint, mit hoher Geschwin­digkeit ausge­stoßen. Die Unter­suchung dieser Schale im Detail zeigt auch einige Hinweise auf feine und dünne Gaswolken, die man als Filament­unterstruk­turen bezeichnet.

Die eindrucks­volle Aufnahme war nur durch ALMAs einzig­artige Fähigkeit möglich, bei unter­schiedlichen Wellen­längen im Millimeter- und Sub­millimeter­bereich scharfe Bilder aufzu­nehmen. Dem Radio­teleskop, das auf dem Chajnantor-Plateau in der chile­nischen Atacama­wüste steht, gelang es deshalb in der Schale um U Antliae viel feinere Strukturen abzu­bilden, als es bislang möglich war.

Die neuen Daten bestehen nicht nur aus einem einzigen Bild: ALMA erzeugt einen drei­dimensionalen Daten­satz, wobei jede Ebene bei einer etwas anderen Wellen­länge aufge­nommen wurde. Aufgrund des Doppler-Effekts bedeutet dies, dass ver­schiedene Ebenen des Daten­würfels Bilder von Gas zeigen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindig­keiten zum Beobachter hin oder von diesem weg bewegen. Die Schale ist unter anderem deshalb so bemerkens­wert, weil sie sehr symme­trisch rund und auch bemerkens­wert dünn ist. Durch die Darstellung der ver­schiedenen Geschwindig­keiten können die Forscher diese kosmische Blase in virtuelle Scheiben schneiden, ähnlich wie es mithilfe der Computer­tomographie bei einem mensch­lichen Körper möglich ist.

Die chemische Zusammen­setzung der Schalen und Atmo­sphären von Sternen wie U Antliae zu kennen und zu verstehen, wie sich die Schalen durch Massen­verlust gebildet haben, ist entscheidend, um genau verstehen zu können, wie sich Sterne im frühen Uni­versum sowie Galaxien entwickelt haben. Die Schalen um solche Sterne enthalten zahl­reiche chemische Verbin­dungen, die auf Kohlen­stoff und anderen Elementen basieren. Sie tragen aber auch dazu bei, Materie zu recyceln und sind für bis zu 70 Prozent des Staubs zwischen den Sternen verant­wortlich.

MPA / ESO / JOL

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