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Stern Beteigeuze schwächelt: Steht im Sternbild Orion eine Supernova bevor?



Eine der aktuellsten Teleskopaufnahmen des Riesensterns Beteigeuze, erstellt vom Astrofotografen Sebastian Voltmer am 4. Januar 2020.
Copyright: Sebastian Voltmer, www.weltraum.com
Saarbrücken (Deutschland) – Schon lange ist bekannt, dass der linke „Schulterstern des Orion“ irgendwann zwischen jetzt und in 100.000 Jahren explodieren und dann als hellster Stern am Nacht- und vielleicht auch sogar am Tageshimmel leuchten wird. Während die meisten Astronomen bislang dieses Ereignis nicht zu unseren Lebzeiten erwarten, hat sich das Licht des Riesensterns in jüngster Zeit deutlich abgeschwächt. Jetzt diskutierten Wissenschaftler, ob dies ein Zeichen der bevorstehenden Sternenexplosion, der Supernova sein könnte oder ob es sich nur um einen normalen Vorgang der stellaren Physik handelt.

Beteigeuze oder Betelgeuse ist aufgrund seiner Helligkeit, rötlichen Färbung und Position als Schulterstern des bekannten Sternbilds Orion, einer der bekanntesten Sterne am Nachthimmel. Rund 642 Lichtjahre von der Sonne entfernt, wäre der explodierende Beteigeuze die nächste Supernova, die je von Menschen beobachtet und aufgezeichnet wurde.


Beteigeuze ist der linke Schulterstern des Orion
Copyright: Sebastian Voltmer, www.weltraum.com

Wenn der Stern eine Supernova wird, ist Betelgeuse wahrscheinlich wochenlang oder sogar länger so hell oder noch heller als der Mond zu sehen. Die letzte von Menschen am Sternenhimmel von Aug aus beobachtbare Supernova ereignete sich im Jahre 1604 als ein Stern im Sternbild Schlangenträger – rund 20.000 Lichtjahre von der Erde entfernt – mit einer scheinbaren Helligkeit von −2,5 mag als hellster Stern am Nachthimmel aufleuchtete und aufgrund des Umstandes, dass er damals von Johannes Kepler beobachtet und beschrieben wurde, heute noch auch als „Keplers Supernova“ bezeichnet wird. Mit 6.523 Lichtjahren Distanz etwa zehn Mal so weit wie Beteigeuze von der Erde entfernt, befindet sich der Krebsnebel, in dem – glaubt man historischen Aufzeichnungen – anno 1054 eine Supernova stattgefunden hatte.

Beteigeuze selbst ist ein Riesenstern aus der Klasse der Roten Überriesen. Mit etwa dem tausendfachen Durchmesser unserer Sonne und besitzt er im sichtbaren Lichtspektrum eine etwa zehntausendmal so große Leuchtkraft wie unser Zentralgestirn. Volumenmäßig passt unsere Sonne den auch etwa 1.000.000.000 mal in Beteigeuze hinein. Für irdische Sternengucker ist Beteigeuze der zehnthellste Stern am Firmament.

Da es sich bei Beteigeuze aber auch um einen sogenannten variablen Stern handelt, ist eine Abschwächung seines Lichts eigentlich nicht ungewöhnlich, verändert sich die Helligkeit des Sterns doch fortwährend auf ganz natürliche Weise – ein Umstand, der auch bereits seit Jahrzehnten beobachtet wird. Die jüngst beobachtete Abschwächung ist nun aber deutlich stärker als bisher, was die derzeitige Aufmerksam und Kontroverse erklärt.


Diese künstlerische Darstellung (Illu.) zeigt den Überriesen Beteigeuze so wie man ihn sich nach den Daten von verschiedenen Beobachtungstechniken mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO vorstellen muss.
Copyright: ESO/L. Calçada

Ob es sich um ein Anzeichen für eine bevorstehende Supernova handelt, lässt sich indes nur schwer sagen, da es keine genauen Beobachtungen jenes Zeitraums vor der eigentliche Explosion gibt. Bislang spalten sich Astronomen in der Diskussion um Beteigeuze vornehmlich in zwei Lager: Die einen – und meisten – Astronomen glauben, dass der tatsächlichen Supernova kaum bis keine ersichtlichen Veränderungen des Sterns vorweggehen werden und diese noch lange auf sich warten läßt. Die anderen vermuten, dass es rund ein Jahr vor der Sternenexplosion zu eben jener jetzt beobachteten deutlichen und zunehmenden Abschwächung der Helligkeit kommen wird.

Gegenüber „Space.com“ erläutert die Astronomin Sarafina Nance von der University of California in Berkeley, dass sie aktuelle Abdimmung auch durch Instabilitäten innerhalb von Beteigeuze verursacht werden könnte. Diese resultieren aus unterschiedlichen Dichteverhältnissen in verschiedenen Regionen des Sterns. Diese Dichte-Instabilität könne dazu führen, dass Energie innerhalb eines Sterns steigt und fällt und Energie von innen nach außen wandert, was wiederum zu Helligkeitsänderungen führen kann, aber auch dazu, dass der Stern größer wird, oder sich zusammenzieht (…GreWi berichtete) und vieles mehr.

Der extreme Helligkeitsabfall könne aber auch auf die magnetische Aktivität des Sterns zurückgeführt werden. Allerdings sei es schwierig, diese Aktivität durch Simulationen zu modellieren, sodass man noch nicht wisse, ob dies ein bestimmender Faktor ist. Es sei zudem möglich, dass Materie, die aus dem Stern ausgestoßen wird, “eine Art Staubnebel” erzeuge, der den Stern derzeit verdunkelt.


Beim Flug durch das All schiebt Beteigeuze eine Bugwelle aus Materie vor sich her – im Bild als “bow shock” zu sehen. Wenn Beteigeuze als Supernova explodiert, rasen Sternenfragmente mit unvorstellbarem Tempo auf diese Hülle zu.
Copyright: ESA / Herschel / PACS / L. Decin et al.

Gegenüber Grenzwissenschaft-Aktuell.de schließt sich auch der Astrofotograf Sebastian Voltmer (siehe Fotos o.) der Meinung vieler Kollegen an, laut der „der Prozess der Supernova noch lange dauern wird.“ Allerdings bestätigt auch er, dass „die Abnahme der Helligkeit tatsächlich auch mit bloßem Auge gegenüber früher zu erkennen ist“.Obwohl die meisten Astronomen auch derzeit also nicht von einer unmittelbar bevorstehenden Explosion ausgehen, wäre es aber dennoch möglich, dass viele von uns dieses Ereignis dennoch noch zu Lebzeiten miterleben können.

Wenn Beteigeuze eines Tages innerhalb der nächsten 100.000 Jahre dann aber explodieren wird, so erwarten Astronomen einen spektakuläre Doppelexplosion. Denn nachdem der Stern zunächst in einer Supernova verglühen wird, wird vermutlich wenige Monate später die Sternenhülle für eine die eigentlich spektakuläre zweite Explosion sorgen, die dann sogar am Tageshimmel sichtbar sein werden könnte (…GreWi berichtete).

© grenzwissenschaft-aktuell.de

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Riesenstern Beteigeuze ist aktiver, kleiner und erdnäher als bislang gedacht:


Aufnahme des Riesensterns Beteigeuze.
Copyright: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/P. Kervella

Canberra (Australien) – Noch kürzlich sorgte die drastische Abnahme der Helligkeit des Orion-Sterns Beteigeuze für Spekulationen darüber, ob der Riesenstern in die letzte Phase kurz vor der Sternenexplosion eintritt. Mittlerweile glauben Astronomen, dass der Stern von einer Staubwolke verdeckt wurde, weshalb die absehbare Supernova ausblieb. Neuste Beobachtungen des Riesensterns zeigen nun, dass der Stern aktiver, kleiner und erdnäher ist, als bislang gedacht. Die verleiht Beteigeuze vermutlich weitere 100.000 Jahre Lebenszeit.
Wie das Team um Dr. Meridith Joyce von der The Australian National University (ANU) und Dr. Shing-Chi Leung von der University of Tokyo aktuell im Fachjournal “Astrophysical Journal” (DOI: 10.3847/1538-4357/abb8db) berichtet, zeigen neue Messungen und Modellberechnungen, dass im Kern des Sterns weiterhin Helium verbrannt wird: „Das bedeutet, dass Beteigeuze noch weit davon entfernt ist, in einer Supernova zu explodieren. Wir vermuten, dass dieses Ereignis von rund 100.000 Jahre lang aussteht.

Zugleich liefert die neue Untersuchung auch neu Hinweise auf die tatsächliche Größe des Riesensterns, die bislang etwa mit der Umlaufbahn unseres Jupiters gleichgesetzt wurde. Jetzt konnten die Astronomen und Astronominnen die Größe des Sterns auf etwa Zweidrittel dieser Distanz bestimmen, was in etwa einem Radius des 750-fachen unserer Sonne entsprechen würde.

Auch die Entfernung zur Erde konnten die Wissenschaftler genauer bestimmen als zuvor: „Wie sich zeigt ist Beteigeuze rund 530 Lichtjahre von uns entfernt und uns damit 25 Prozent näher als bislang angenommen.“ Dennoch sei auch dieser geringere Abstand weite genug entfernt, um im Falle einer Supernova Auswirkungen auf unser Sonnensystem haben zu können.

„Eine Supernova ist schon eine ganz schön große Sache und Beteigeuze ist der unserer Erde nächstgelegene absehbare Kandidat für ein solches Ereignis. Wir haben somit die seltene Gelegenheit, einen Stern in der Phase vor seinem Sternentod beobachten und studieren zu können“, so Joyce abschließend.

Quelle: The Australian National University

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Ist der Stern Betelgeuse eine Gefahr für die Erde ?
https://www.youtube.com/watch?v=AYrIJhnU434

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Beteigeuze – Ist der Schulterstern des Orion in Wirklichkeit ein Doppelstern ?



Künstlerische Darstellung des Schultersterns des Orion, Beteigeuze (Illu.).
Copyright: ESO/L. Calçada
New York (USA) – Helligkeitsschwankungen des rechten „Schultersterns“ des Sternbilds Orion sorgen schon lange für Spekulationen unter Astronomen. Meist wird davon ausgegangen, dass Beteigeuze schon in naher Zukunft als Supernova explodieren wird. Neue Beobachtungen liefern nun Hinweise dafür, dass der ein weiterer Grund ein zweiter Stern sein könnte, der den Roten Überriesen umkreist.

Wie Jared Goldberg vom Flatiron Institute, Meridith Joyce und Laszlo Molnar u. a. vom ungarischen Konkoly Observatory vorab via ArXiv.org berichtet, beobachteten sie sich alle sechs Jahre wiederholende Helligkeitsschwankungen, wie sie von einem Begleitstern hervorgerufen werden könnten, der mit rund 1,7 Sonnenmassen Beteigeuze dicht umkreist.


Das Sternbild Orion mit dem (rechten) oten „Schulterstern“ Beteigeuze.
Copyright: TheStarmon (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 3.0

Der auch als „Alpha Orionis“ bezeichnete Stern Beteigeuze erscheint als leuchtender, rubinroter, funkelnder Lichtpunkt in der oberen rechten Schulter des Sternbilds Orion. Der alternde Stern wird als Überriese eingestuft, weil er auf einen erstaunlichen Durchmesser von mehr als 1 Milliarde Kilometer, das 800-Fache unserer Sonne, angeschwollen ist. Würde er sich im Zentrum unseres Sonnensystems befinden, würde er bis zur Umlaufbahn des Jupiters reichen. (Quelle: AIP)

Spätestens seit 2019 steht Beteigeuze im Verdacht, kurz vor einer Sternenexplosion – einer sogenannten Supernova – zu stehen. Ein Hinweis hierfür war eine Abnahme der Leuchtkraft des Sterns, die sich später als Resultat eines gewaltigen Plasmaausbruchs herausstellte (…GreWi berichtete).

Neben den Helligkeitsschwankungen um 415-Tages-Rhythmus, haben Goldberg, Joyce und Molnar nun jedoch noch einen weiteren Pulsationszyklus entdeckt, der sich knapp alle sechs Jahre, genauer gesagt in einem 2.170-Tages-Takt wiederholt. Eine offenkundige Erklärung dafür gibt es bislang nicht.



Die Grafik zeigt die gegen die gegen die Schwankungen des Sterns verschobenen Helligkeitsschwankungen im 2.170-Tages-Takt (o.).
Quelle: Goldberg, Joyce u. Molnar, ArXiv.org 2024
Nachdem die Astronomen unterschiedliche Erklärungsszenarien überprüft haben, haben sie erkannt, dass sich der 2.170-Tagestakt in der Lichtkurve nicht im gleichen Rhythmus verändert wie das Taumeln des Sterns. Tatsächlich ist der Takt gegen dieses rhythmische Pulsieren der Helligkeit des Sterns sogar verschoben.

Goldbergs Team vermutet jedoch, dass die beobachtete lange sekundären Periode (LSP) am ehesten mit einen kleineren Begleitstern erklärt werden kann: Immer dann, wenn sich dieser stellare Begleiter aus Erdperspektive betrachtet hinter Beteigeuze befindet, ist die Helligkeitsperiode am schwächsten und umgekehrt.

Zudem könnten die Bewegungen des Beteigeuze-Begleiters, den Goldbergs Team auch den Namen „Alpha Orionis B“ getauft hat, die Verteilung der Staub- und Materiehülle beeinflussen, die den Stern umgibt. Sollten Goldberg, Joyce und Molnar richtig liegen, würden die Helligkeitsschwankungen damit erklärt werden können, dass der Begleitstern den Staub aus der Sichtlinie zwischen Erde und Beteigeuze entsprechend seiner Position und im Takt seines Umlaufs entfernt oder verdichtet.



Das untere Diagramm veranschaulicht die vom Begleitstern verursachte Ausdünnung der Staubhülle von Beteigeuze, die diesen immer dann heller erscheinen lässt, wenn der Begleiter (Alpha Orionis B) in der Sichtachse zur Erde vor Beteigeuze vorbeizieht.
Quelle: Goldberg, Joyce u. Molnar, ArXiv.org 2024
Der Grund, warum „Alpha Orionis B“ Astronomen bislang entgangen ist, liege in dem Umstand, dass Beteigeuze seinen Begleiter um das mindestens Tausendfache überstrahlt, erklären Goldberg, Joyce und Molnar abschließend: „Einen derart dichten Begleiter, um einen so hellen und zudem auch noch veränderlichen Stern wie Beteigeuze zu detektieren, ist nahezu unmöglich.“ Weitere Beobachtungen sollen nun dabei helfen, die Existenz von Alpha Orionis B zu überprüfen und zu untersuchen, um welche Art von Stern es sich bei diesem Begleiter handelt.

Recherchequelle: ArXiv.org

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