Schlagwort: Veränderliche

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Beteigeuze visualisiert

Siehe Beschreibung. Visualisierung des roten Riesensterns Beteigeuze; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Illustrationscredit: ESO, L. Calcada

Beschreibung: Warum verblasst Beteigeuze? Das ist nicht bekannt. Beteigeuze ist einer der hellsten und bekanntesten Sterne am Nachthimmel und nur noch halb so hell wie noch vor fünf Monaten. Eine solche Veränderlichkeit ist für diesen bekanntlich veränderlichen Überriesen wahrscheinlich ein normales Verhalten, doch die aktuelle Verdunkelung entfachte erneut die Diskussion darüber, wie lange es wohl noch dauern könnte, bis Beteigeuze als Supernova explodiert.

Beteigeuze ist bekannt für seine rote Farbe und einer von wenigen Sternen, die mit modernen Teleskopen aufgelöst wurden, wenn auch nur geringfügig. Diese Illustration eines Künstlers veranschaulicht, wie Beteigeuze aus der Nähe aussehen könnte. Beteigeuze besitzt vermutlich eine komplexe, aufgewühlte Oberfläche, die häufig imposante Sternfackeln auswirft. Wäre er anstelle der Sonne (nicht empfehlenswert), würde seine Oberfläche fast bis zur Jupiterbahn reichen, während Gasfontänen weiter als bis Neptun sprudeln würden.

Da Beteigeuze etwa 700 Lichtjahre entfernt ist, würde er als Supernova das Leben auf der Erde nicht gefährden, obwohl seine Helligkeit mit dem Vollmond wetteifern könnte. Berufs- und Hobbyastronomen werden Beteigeuze sicherlich auch in den Zwanzigerjahren weiterhin beobachten.

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RS Puppis

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Bildcredit und Bildrechte: Bilddaten: NASA, ESA, Hubble Legacy Archive; Bearbeitung und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo (DeepSkyColors.com)

Beschreibung: Der pulsierende RS Puppis (der hellste Stern in der Bildmitte) ist zigfach massereicher als unsere Sonne und durchschnittlich 15.000 Mal leuchtstärker. RS Pup ist ein Cepheid – ein veränderlicher Stern einer Sternklasse, deren Helligkeit hilft, die Entfernung zu nahen Galaxien abzuschätzen. Das ist einer der ersten Schritte bei der Etablierung einer kosmischen Entfernungsskala.

RS Pup pulsiert mit einer Periode von etwa 40 Tagen, seine regelmäßigen Helligkeitsänderungen sind zeitverzögert im umgebenden Nebel zu erkennen, quasi als Lichteecho. Die Vermessung der Zeitverzögerung und der Winkelgröße des Nebels erlaubt Astronominnen, anhand der bekannten Lichtgeschwindigkeit die Entfernung zu RS Pup geometrisch zu ermitteln – sie beträgt 6500 Lichtjahre, mit einer bemerkenswert geringen Toleranz von plus oder minus 90 Lichtjahren.

Die per Echo vermessene Entfernung ist eine eindrucksvolle Leistung der Stellarastronomie, sie ermöglicht auch eine genauere Feststellung der tatsächlichen Helligkeit von RS Pup, und durch Übertragung auf weitere Cepheiden außerdem eine verbesserte Entfernungsschätzung zu Galaxien jenseits der Milchstraße.

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Die Gaia-Sterne von M15

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Bildcredit: Robert Vanderbei (Princeton-Universität), ESA, Gaia, DPAC

Beschreibung: Messier 15 ist ein 13 Milliarden Jahre altes Relikt aus den frühen Entwicklungsjahren unserer Galaxis. Er ist einer von etwa 170 Kugelsternhaufen, die immer noch durch den Hof unserer Milchstraße wandern. M15 hat einen Durchmesser von zirka 200 Lichtjahren und befindet sich ungefähr 35.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Pegasus.

Diese realistisch wirkende Ansicht des urzeitlichen Kugelsternhaufens ist kein Foto, sondern ein animiertes GIF-Bild, das aus erstaunlich genauen Einzelmessungen von Sternpositionen, Helligkeit und Farbe konstruiert wurde. Der dazu verwendete astronomisch reichhaltige Datensatz wurde mit dem Satelliten Gaia aufgenommen. Dieser tastet den Himmel ab und ermittelte die Parallaxen für 1,3 Milliarden Milchstraßensterne.

Die blinkenden Sterne im animierten GIF von M15 wurden als RR-Lyrae-Sterne erkannt. RR-Lyrae-Sterne sind in M15 reichlich vorhanden, es sind fortgeschrittene pulsierende veränderliche Sterne, ihre Helligkeit und Pulsationsperiode hängen voneinander ab und betragen typischerweise weniger als einen Tag.

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Sternenstaub und Sternenlicht in M78

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Bildcredit und Bildrechte: Richard S. Wright Jr.

Beschreibung: Interstellare Staubwolken und helle Nebel sind im fruchtbaren Sternbild Orion reichlich vorhanden. Einer der hellsten ist M78, er liegt mitten in dieser farbenprächtigen Teleskopansicht und bedeckt einen Bereich nördlich von Orions Gürtel. Der bläuliche Nebel ist etwa 1500 Lichtjahre entfernt und ungefähr 5 Lichtjahre groß. Sein blauer Farbton entsteht, weil Staub bevorzugt das blaue Licht heißer junger Sterne in der Region reflektiert.

Dunkle Staubbahnen und andere Nebel sind auf der prächtigen Himmelslandschaft, die viele Herbig- Haro-Objekte enthält, leicht erkennbar. Herbig-Haro-Objekte sind energiereiche Ströme von Sternen im Entstehungsprozess.

Doch auf diesem Bild fehlt McNeils Nebel. Der rätselhafte veränderliche Nebel war ein bedeutender Fund, er wurde erst 2004 in der dunklen Staubbahn rechts über dem größeren M78 entdeckt. McNeils Nebel steht in Verbindung mit einem Protostern. Auf auf Fotos der gut dokumentierten Region ist er manchmal vorhanden, manchmal wiederum fehlt er. McNeils Nebel verschwand Ende letzten Jahres und ist auf diesem detailreichen Bild vom Februar 2019 immer noch abwesend.

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Der prächtige Carinanebel

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Bildcredit und Bildrechte: Maicon Germiniani

Beschreibung: Der große Carinanebel, ein Juwel des Südhimmels, ist auch als NGC 3372 bekannt, er umfasst mehr als 300 Lichtjahre und ist eine der größten Sternbildungsregionen unserer Galaxis. Wie der kleinere, nördlichere große Orionnebel ist der Carinanebel leicht mit bloßem Auge sichtbar, obwohl er mit einer Entfernung von 7500 Lichtjahren ungefähr 5-mal weiter entfernt ist.

Diese prächtige Teleskop-Nahaufnahme zeigt bemerkenswerte Details der leuchtenden Fasern aus interstellarem Gas und undurchsichtigen kosmischen Staubwolken im Zentrum der Region. Das Sichtfeld ist größer als 50 Lichtjahre.

Der Carinanebel enthält junge, extrem massereiche Sterne, darunter die Sterne des offenen Haufens Trumpler 14 (links über der Mitte) und den immer noch rätselhaften Veränderlichen Eta Carinae, ein Stern mit weit über 100 Sonnenmassen. Eta Carinae ist der hellste Stern hier in der Mitte, knapp unter dem staubigen Schlüssellochnebel (NGC 3324). Eta Carinae steht vielleicht am Rand einer Supernovaexplosion. Bilder im Röntgenlicht lassen vermuten, dass der große Carinanebel eine wahre Supernovafabrik war.

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R Leporis, ein Vampirstern

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Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Beschreibung: R Leporis ist besser bekannt als Hinds Purpurstern, eine seltene Sternenart am Nachthimmel des Planeten Erde. Es besitzt auch eine ungewöhnliche Rotschattierung. Der Entdecker des Sterns, der englische Astronom John Russell Hind im 19. Jahrhundert, berichtete, dass er im Teleskop „… wie ein Tropfen Blut auf einem schwarzen Feld“ aussah.

Der Stern ist 1360 Lichtjahre entfernt und steht im Sternbild Lepus. Er ist ein Mira-Stern und ändernd seine Helligkeit in einem Zeitraum von etwa 14 Monaten. R Leporis wurde inzwischen als Kohlenstoffstern erkannt – ein sehr kühler, weit entwickelter Roter Riese mit einem extremen Reichtum an Kohlenstoff. In Kohlenstoffsternen entsteht zusätzlicher Kohlenstoff durch Heliumfusion um den sterbenden stellaren Kern, der in die äußeren Schichten des Sterns geschwemmt wird. Dadurch entsteht ein Überfluss an einfachen Kohlenstoffmolekülen wie CO, CH, CN und C2.

Einerseits strahlen kühle Sterne die meiste Energie in rotem und infrarotem Licht ab, andererseits absorbieren die Kohlenstoffmoleküle fast alles, was von dem wenigen blauen Licht übrig ist. Dadurch erhalten Kohlenstoffsterne eine besonders intensive rote Farbe. Da die kohlenstoffreiche Atmosphäre von R Leporis durch einen starken Sternwind in das umgebende interstellare Material übergeht, könnte der Stern jedoch kurz vor dem Übergang in einen planetarischen Nebel stehen.

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Röntgen-Echos von Circinus X-1

Um einen hellen Stern verlaufen bunte konzentrische Ringe, es sind Lichtechos in Wolken, die vom Röntgenteleskop Chandra gemessen wurden.

Bildcredit: Röntgen – NASA/CXC/Univ. Wisconsin-Madison/S.Heinz et al, Optisch – DSS

Circinus X-1 ist ein Röntgen-Doppelstern. Er ist bekannt für seine sprunghafte Veränderlichkeit. Im seltsamen System Circinus X-1 kreist ein dichter Neutronenstern um einen gewöhnlicheren Stern. Ein Neutronenstern ist der kollabierte Rest eines Sterns nach einer Supernova-Explosion.

Im Jahr 2013 zeigte die Quelle einen heftigen Röntgenausbruch. Danach wurde das Röntgen-Binärsystem monatelang beobachtet. Nach und nach entstanden auffällige konzentrische Ringe. Es sind helle Röntgen-Lichtechos von vier dazwischen liegenden Wolken aus interstellarem Staub.

Das Kompositbild entstand aus Röntgendaten und sichtbarem Licht. Es zeigt die Teil-Umrisse der Ringe, die man in den Röntgendaten von Chandra sieht, in Falschfarben. Die zeitliche Bestimmung der Röntgen-Echos führte – zusammen mit den bekannten Entfernungen zu den interstellaren Staubwolken – dazu, dass die vorher sehr ungenau bekannte Entfernung zu Circinus X-1 exakt bestimmt werden konnte. Sie beträgt genau 30.700 Lichtjahre.

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Kataklysmische Dämmerung

Hinter einem Gewässer, auf das man aus einer Höhle hinausblickt, strahlt am Horizont ein energiereiches Gebilde, das den Himmel rot färbt. Ein Strahl reicht nach oben zu einer Akkretionsscheibe. Links und rechts von dem Strahl sind die Sicheln von Himmelskörpern zu sehen.

Illustrationscredit und Bildrechte: Mark A. Garlick (Space-art.co.uk)

Bringt diese Dämmerung eine neue Nova? Das überlegen vielleicht Menschen in der Zukunft, wenn sie auf einem Planeten in einem kataklysmisch veränderlichen Doppelsternsystem leben.

Bei kataklysmischen Veränderlichen fließt Gas von einem großen Stern in eine Akkretionsscheibe, die um einen massereichen, kompakten weißen Zwergstern kreist. Wenn ein Klumpen Gas in der Akkretionsscheibe über eine gewisse Temperatur erhitzt wird, können explosive kataklysmische Ereignisse wie eine Zwergnova stattfinden. Dabei fällt der Klumpen schneller auf den Weißen Zwerg und landet mit einem hellen Blitz.

Eine Zwergnova zerstört keinen der beide Sterne. Zwergnovae können in unregelmäßigen Zeitabständen stattfinden. Das können wenige Tagen bis zu zehn Jahre sein. So eine Nova setzt weniger Energie frei als eine Supernova.

Doch wenn wiederholte Novae nicht heftig genug sind, um mehr Gas auszustoßen, als von außen einfällt, sammelt sich Materie auf dem Weißen Zwergstern an. Schließlich überschreitet der Weiße Zwerg die Chandrasekhargrenze. Dann bietet eine Höhle wie jene im Vordergrund wohl wenig Schutz, denn der ganze Weiße Zwerg explodiert als gewaltige Supernova.

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