Das geheimnisvolle Verhalten von Betelgeuse erklärt durch die Schleppe eines versteckten Begleitsterns

Einleitung

Astronomen sind seit langem fasziniert von dem rätselhaften Roten Überriesenstern Betelgeuse und beobachten eigenartige Veränderungen seiner Helligkeit und Atmosphäre. Neue Forschungen, die Daten des Hubble-Weltraumteleskops der NASA und bodengestützter Observatorien nutzen, haben einen bedeutenden Hinweis auf diese Rätsel aufgedeckt: eine dichte Gasspur, die sich durch die ausgedehnte Atmosphäre von Betelgeuse schlängelt. Diese Entdeckung deutet auf den Einfluss eines kürzlich identifizierten Begleitsterns namens Siwarha hin und bietet eine überzeugende Erklärung für das ungewöhnliche Verhalten des Riesensterns.

Die von Wissenschaftlern des Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) präsentierten Ergebnisse beleuchten die komplexe Entwicklung massereicher Sterne. Durch sorgfältiges Verfolgen von Veränderungen im Licht von Betelgeuse über fast acht Jahre hinweg entdeckte das Forschungsteam die Signatur der Schleppe von Siwarha. Diese Schleppe bildet sich, wenn der Begleitstern durch die äußeren Schichten von Betelgeuse dringt, ein Phänomen, das seit langem bestehende Fragen über die Dynamik des Sterns und sein endgültiges Schicksal löst.

Enthüllung des Einflusses des Begleiters

Betelgeuse, etwa 650 Lichtjahre entfernt im Sternbild Orion gelegen, ist ein kolossaler Roter Überriese, der so gewaltig ist, dass mehr als 400 Millionen Sonnen in sein Volumen passen würden. Seine schiere Größe und seine relative Nähe zur Erde machen ihn zu einem einzigartigen Himmelslabor, das es Astronomen ermöglicht, seine Oberfläche und seine umgebende Atmosphäre direkt zu beobachten. Dies macht Betelgeuse zu einem entscheidenden Ziel für das Verständnis, wie Sterne dieser Art altern, Masse verlieren und schließlich in spektakulären Supernova-Explosionen ihr Leben beenden.

Die Untersuchung des Teams kombinierte Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops der NASA mit Daten von bodengestützten Observatorien, darunter das Fred Lawrence Whipple Observatory und das Roque de Los Muchachos Observatory. Dieser vielschichtige Ansatz ermöglichte es ihnen, ein Muster von Veränderungen bei Betelgeuse zu erkennen, das klare Beweise für einen vermuteten Begleitstern und seinen tiefgreifenden Einfluss auf die äußere Atmosphäre des Roten Überriesen lieferte. Diese Veränderungen zeigten sich im Spektrum des Sterns – den spezifischen Lichtfarben, die von verschiedenen Elementen emittiert werden – und in der Geschwindigkeit und Richtung der Gase in seiner äußeren Atmosphäre, die alle auf eine Spur aus dichterem Material, eine Schleppe, zurückzuführen sind. Diese Spur erscheint konsistent, nachdem der Begleitstern Betelgeuse etwa alle sechs Jahre oder etwa 2.100 Tage passiert, eine Zeitgebung, die mit theoretischen Vorhersagen übereinstimmt.

Ein Sternenboot und seine Schleppe

„Es ist ein bisschen wie ein Boot, das durch Wasser fährt. Der Begleitstern erzeugt eine Wellenwirkung in der Atmosphäre von Betelgeuse, die wir tatsächlich in den Daten sehen können“, erklärte Andrea Dupree, Astronomin am CfA und Hauptautorin der Studie. Sie fügte hinzu: „Zum ersten Mal sehen wir direkte Anzeichen dieser Schleppe, oder Gasspur, die bestätigt, dass Betelgeuse wirklich einen versteckten Begleiter hat, der sein Aussehen und Verhalten prägt.“ Diese direkten Beweise liefern ein entscheidendes Puzzleteil, das Astronomen seit Jahrzehnten beschäftigt hat, als sie versuchten, die schwankende Helligkeit und die Oberflächenmerkmale von Betelgeuse zu verstehen. Das unerwartete Abdimmen des Sterns im Jahr 2020, ein Phänomen, das als „Niesen“ bezeichnet wurde, hatte die wissenschaftliche Neugier besonders verstärkt.

Wissenschaftler hatten zuvor verschiedene Erklärungen für das variable Verhalten von Betelgeuse in Betracht gezogen, darunter große Konvektionszellen, Staubwolken, magnetische Aktivität und die Möglichkeit eines unsichtbaren Begleiters. Während neuere Studien darauf hindeuteten, dass die langfristigen Schwankungen im Licht von Betelgeuse am besten durch einen Begleiter mit geringer Masse erklärt wurden, der tief innerhalb der Atmosphäre kreist, blieben konkrete Beweise aus. Die Entdeckung der Schleppe von Siwarha liefert nun diese endgültigen Beweise und bestätigt, dass ein Begleitstern tatsächlich die Atmosphäre dieses massiven Überriesen stört.

Zukünftige Beobachtungen und breitere Auswirkungen

Die Bestätigung des Begleitsterns von Betelgeuse eröffnet neue Forschungsrichtungen. Da Betelgeuse derzeit den Begleiter von unserem Blickpunkt aus verdeckt, planen Astronomen weitere Beobachtungen für dessen nächste Erscheinung im Jahr 2027. Dieser Durchbruch ist nicht nur für das Verständnis von Betelgeuse von Bedeutung, sondern birgt auch das Potenzial, ähnliche Rätsel zu beleuchten, die bei anderen massiven und Überriesensternen beobachtet werden. Indem wir untersuchen, wie sich Betelgeuse entwickelt, Materie abstößt und schließlich eine Supernova durchläuft, können Wissenschaftler unschätzbare Einblicke in die Lebenszyklen dieser Himmelsriesen gewinnen. Das Hubble-Weltraumteleskop, ein Zeugnis der internationalen Zusammenarbeit zwischen NASA und ESA, ist weiterhin maßgeblich an diesen bahnbrechenden Entdeckungen beteiligt und prägt unser grundlegendes Verständnis des Universums.

Original source: "https://science.nasa.gov/missions/hubble/nasa-hubble-helps-detect-wake-of-betelgeuses-elusive-companion-star"