ALMA lichtet den schönen Ausgang des Kampfes zweier Sterne ab

Physik-News vom 05.02.2020


Astronomen haben mit dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), an dem die ESO beteiligt ist, eine eigentümliche Gaswolke entdeckt, die aus einer Konfrontation zweier Sterne resultiert. Ein Stern wurde so groß, dass er den anderen verschluckte, der sich wiederum spiralförmig auf seinen Partner zubewegte. Dies hatte zur Folge, dass der Stern seine äußeren Schichten abstieß.

Ähnlich wie die Menschen verändern sich die Sterne mit zunehmendem Alter und sterben schließlich. Für sonnenähnliche Sterne und die Sonne selbst wird diese Veränderung eine Phase durchlaufen, in der sie, nachdem sie den gesamten Wasserstoff in ihrem Kern verbrannt haben, zu einem großen und hellen roten Riesenstern anschwellen. Schließlich wird die sterbende Sonne ihre äußeren Schichten verlieren und ihren Kern zurücklassen: ein heißer und dichter Stern, der als Weißer Zwerg bezeichnet wird.


Diese Weitwinkelaufnahme zeigt die Himmelsregion im Sternbild Zentaurus, in der sich HD101584, eine Gaswolke um einen kürzlich mit ALMA und APEX untersuchten Doppelstern, befindet. Das Bild wurde aus Aufnahmen des Survey'>Digitized Sky Survey 2 erstellt.

Publikation:


H. Olofsson et al.
HD 101584: circumstellar characteristics and evolutionary status
Astronomy & Astrophysics, 623, A153 (2019)

DOI: 10.1051/0004-6361/201834897



„Das Sternsystem HD101584 ist insofern etwas Besonderes, als dieser »Sterbeprozess« vorzeitig und dramatisch beendet wurde. Ein nahegelegener massearmer Begleitstern wurde von dem Riesen verschluckt“, erläutert Hans Olofsson von der Chalmers University of Technology, Schweden, der eine kürzlich in Astronomy & Astrophysics veröffentlichte Studie über dieses faszinierende Objekt leitete.

Dank neuer Beobachtungen mit ALMA, ergänzt durch Daten des von der ESO betriebenen Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), wissen Olofsson und sein Team nun, dass das, was im Doppelsternsystem HD101584 geschah, einem Sternenkampf glich. Als sich der Hauptstern zu einem Roten Riesen aufblähte, wurde er groß genug, um seinen masseärmeren Partner zu verschlucken. Als Reaktion darauf schraubte sich der kleinere Stern in Richtung des Kernes des Riesen, kollidierte aber nicht mit ihm. Vielmehr verursachte dieses Manöver einen Ausbruch des größeren Sterns, bei dem seine Gasschichten dramatisch zerstreut und sein Kern freigelegt wurden.

Das Team sagt, dass die komplexe Struktur des Gases im Nebel HD101584 auf die Spiralbewegung des kleineren Sterns in Richtung des Roten Riesen zurückzuführen ist, sowie auf die Gasjets, die sich bei diesem Vorgang gebildet haben. Wie ein tödlicher Schlag gegen die bereits besiegten Gasschichten schossen diese Jets durch das zuvor ausgestoßene Material und bildeten die Gasringe und die hellen bläulichen und rötlichen Flecken, die man im Nebel sieht.

Ein positiver Aspekt des Sternenkampfes besteht darin, dass er den Astronomen hilft, die endgültige Entwicklung von Sternen wie der Sonne besser zu verstehen. „Gegenwärtig können wir die Sterbeprozesse beschreiben, die vielen sonnenähnlichen Sternen gemeinsam sind, aber wir können nicht erklären, warum oder wie sie genau ablaufen. HD101584 gibt uns wichtige Hinweise zur Lösung dieses Rätsels, da es sich derzeit in einer kurzen Übergangsphase zwischen besser untersuchten Evolutionsstufen befindet. Mit detaillierten Bildern der Umgebung von HD101584 können wir die Verbindung zwischen dem Riesenstern, der er vorher war, und dem stellaren Überrest, zu dem er bald werden wird, herstellen“, informiert Mitautorin Sofia Ramstedt von der Universität Uppsala, Schweden.

Co-Autorin Elizabeth Humphreys von der ESO in Chile hob hervor, dass ALMA und APEX, die in der Atacama-Region des Landes liegen, entscheidend dazu beigetragen haben, dass das Team „sowohl die Physik als auch die Chemie in der Gaswolke in Aktion“ untersuchen konnte. Sie fügt hinzu: „Dieses beeindruckende Bild der zirkumstellaren Umgebung von HD101584 wäre ohne die außerordentliche Empfindlichkeit und Winkelauflösung von ALMA nicht möglich gewesen“.

Während die derzeitigen Teleskope es den Astronomen ermöglichen, das Gas um den Doppelstern zu untersuchen, sind die beiden Sterne im Zentrum des komplexen Nebels zu nahe beieinander und zu weit von uns entfernt, um aufgelöst werden zu können. Das Extremely Large Telescope der ESO, das in der chilenischen Atacama-Wüste gebaut wird, „wird Informationen über das »Herz« des Objekts liefern“, sagt Olofsson und ermöglicht den Astronomen einen genaueren Blick auf das kämpfende Paar.


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