Wenn unsere Sonne zu sterben beginnt, wird sie zu einem roten Riesen, da ihr im Kern der Wasserstoff ausgeht. Keine Sorge, dies wird erst in 5 Milliarden Jahren geschehen. Aber jetzt konnten Astronomen den Tod eines sonnenähnlichen Sterns etwa 550 Lichtjahre von der Erde entfernt genau beobachten, um besser zu verstehen, was das Ende für unsere Sonne sein könnte. Der Stern, Chi Cygni, ist angeschwollen und krümmt sich jetzt in den Todeskämpfen. Der Stern hat begonnen, dramatisch hinein und heraus zu pulsieren und schlägt wie ein riesiges Herz. Neue Nahaufnahmen der Oberfläche dieses fernen Sterns zeigen seine pochenden Bewegungen in beispiellosen Details.
"Diese Arbeit öffnet ein Fenster zum Schicksal unserer Sonne in fünf Milliarden Jahren, wenn sie sich dem Ende ihres Lebens nähert", sagte Sylvestre Lacour vom Observatoire de Paris, der ein Team von Astronomen leitete, die Chi Cygni studierten.
Die Wissenschaftler verglichen den Stern mit einem Auto, dem das Benzin ausgeht. Der „Motor“ beginnt zu stottern und zu pulsieren. Auf Chi Cygni zeigen sich die Sputtern als Aufhellung und Verdunkelung, verursacht durch die Kontraktion und Expansion des Sterns.
Zum ersten Mal haben Astronomen diese dramatischen Veränderungen im Detail fotografiert.
"Wir haben im Wesentlichen eine Animation eines pulsierenden Sterns mit realen Bildern erstellt", erklärte Lacour. "Unsere Beobachtungen zeigen, dass die Pulsation nicht nur radial ist, sondern auch mit Inhomogenitäten einhergeht, wie der riesige Hotspot, der im minimalen Radius auftrat."
Sterne in dieser Lebensphase sind als Mira-Variablen bekannt. Während er pulsiert, bläst der Stern seine äußeren Schichten ab, was in einigen hunderttausend Jahren einen wunderschön glänzenden planetarischen Nebel erzeugen wird.
Chi Cygni pulsiert alle 408 Tage. Bei seinem kleinsten Durchmesser von 300 Millionen Meilen wird es mit brillanten Flecken gesprenkelt, während massive heiße Plasmawolken seine Oberfläche wie das Granulat auf der Oberfläche unserer Sonne durchziehen, aber viel größer sind. Während es sich ausdehnt, kühlt und verdunkelt sich Chi Cygni und wächst auf einen Durchmesser von 480 Millionen Meilen - groß genug, um den Asteroidengürtel unseres Sonnensystems zu verschlingen und zu kochen.
Die Abbildung variabler Sterne ist eine äußerst schwierige Aufgabe. Erstens verstecken sich Mira-Variablen in einer kompakten und dichten Hülle aus Staub und Molekülen. Um die Sternoberfläche in der Hülle zu untersuchen, müssen Astronomen die Sterne im Infrarotlicht beobachten, damit sie durch die Hülle aus Molekülen und Staub sehen können, wie Röntgenstrahlen es Ärzten ermöglichen, Knochen im menschlichen Körper zu sehen.
Zweitens sind diese Sterne sehr weit entfernt und erscheinen daher sehr klein. Obwohl sie im Vergleich zur Sonne riesig sind, erscheinen sie aufgrund der Entfernung von der Erde aus gesehen nicht größer als ein kleines Haus auf dem Mond. Herkömmlichen Teleskopen fehlt die richtige Auflösung. Infolgedessen wandte sich das Team einer Technik namens Interferometrie zu, bei der das von mehreren Teleskopen kommende Licht kombiniert wird, um eine Auflösung zu erzielen, die einem Teleskop entspricht, das so groß ist wie der Abstand zwischen ihnen.
Sie verwendeten das Infrarot Optical Telescope Array (IOTA) des Smithsonian Astrophysical Observatory, das sich am Whipple Observatory am Mount Hopkins in Arizona befand.
"IOTA bot einzigartige Fähigkeiten", sagte Co-Autor Marc Lacasse vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). "Dadurch konnten wir Details in den Bildern sehen, die etwa 15-mal kleiner sind als in Bildern vom Hubble-Weltraumteleskop aufgelöst werden können."
Das Team erkannte auch die Nützlichkeit der vielen Beobachtungen an, die jährlich von Amateurastronomen weltweit gemacht wurden und die von der American Association of Variable Star Observers (AAVSO) zur Verfügung gestellt wurden.
In den kommenden zehn Jahren begeistert die Aussicht auf eine durch Interferometrie ermöglichte ultrascharfe Bildgebung die Astronomen. Objekte, die bisher punktförmig erschienen, enthüllen nach und nach ihre wahre Natur. Stellare Oberflächen, Akkretionsscheiben für Schwarze Löcher und planetbildende Regionen, die neugeborene Sterne umgeben, wurden früher hauptsächlich durch Modelle verstanden. Die Interferometrie verspricht, ihre wahre Identität und damit einige Überraschungen zu enthüllen.
Über die neuen Beobachtungen von Chi Cygni wird in der Ausgabe des Astrophysical Journal vom 10. Dezember berichtet.
Quelle: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
