Das schwerste Paar in der Milchstraße

News: Das schwerste Paar in der Milchstraße

Eines der hellsten und spektakulärsten Objekte am nächtlichen Himmel, eta Carinae, besteht in Wirklichkeit aus zwei Sternen. Damit ist es das massereichste Doppelsternsystem, das jemals entdeckt wurde.

Seit eta Carinae im Jahre 1843 mit einer Supernova die Astronomen auf sich aufmerksam machte und zum zweithellsten Stern am Firmament wurde, hat das Interesse der Fachwelt an dem Himmelskörper nicht nachgelassen, denn eta Carinae überlebte die Explosion. Heute gibt der Stern – oder wie nun bekannt wurde: das Sternenpaar – etwa fünf Millionen mal so viel Strahlungsenergie ab wie unsere Sonne, was weiterhin ein Rätsel für Physiker und Astronomen darstellt.

Augusto Damineli von der University of Sao Paulo und Peter Conti von der University of Colorado haben errechnet, daß die beiden Sterne jeweils rund 70mal so viel wiegen wie unsere Sonne. Sie umlaufen einander auf einer langgezogenen Ellipse, deren Durchmesser größer ist als die Entfernung zwischen Sonne und Saturn. Alle 5,5 Jahre, wenn die Sterne sich am nächsten sind, können von der Erde aus spektrale Veränderungen beobachtet werden. Dazu gehören schwächer werdende Emissionslinien von Elementen wie Helium und Argon sowie Abweichungen im Fluß der Röntgenstrahlen und Radiowellen.

„Der Schlüssel zum Geheimnis ist, daß diese Veränderungen so vorhersagbar sind wie eine Uhr“, sagt Conti. „Wir können das Verhalten eines einzelnen nicht mit der Exaktheit einer Uhr vorhersagen. Die einzige Erklärung für den präzisen Zeitplan der spektralen Änderungen, die wir an eta Carinae beobachten, liegt im mechanischen Orbit eines Begleitsterns.“

Die Astronomen haben die elliptische Bahn der beiden Sterne über plötzliche Wechsel in der Geschwindigkeit, die über den Doppler-Effekt gemessen werden konnten, bestimmt. „Der Stern wendet an der Spitze seines Orbits mit hoher Geschwindigkeit“, erklärt Damineli. „Wenn wir solche Kehren sehen, wissen wir, daß wir Sterne auf elliptischen Bahnen beobachten.“

Die Sterne passieren einander mit einem Abstand, der doppelt so groß wie die Strecke von der Sonne zur Erde ist. Dennoch sind sie optisch nicht voneinander zu trennen. Bei maximaler Annäherung treffen Sonnenwinde von eta Carinae mit jenen des Begleitsterns zusammen, wobei die Röntgenstrahlung zunimmt und die Gasemissionen aus Sicht des Beobachters durcheinander zu geraten scheinen.

Nach Daminelis Vorstellung könnte die Supernova vor über 150 Jahren durch Gravitationswellen auf den Oberflächen der Sterne verursacht worden sein. Damals wuchs der Durchmesser von eta Carinae auf das Zehnfache, wodurch der kleinere Begleiter in die Atmosphäre des großen Sterns geriet. Das könnte die Explosion von eta Carinae ausgelöst haben, wovon noch heute die beiden Flügel und die äquatoriale Scheibe, die in Bildern des Doppelsterns zu sehen sind, zeugen.

Die Astronomen stellten zusammen mit Otmar Stahl und Andreas Kaufer von der Universität Heidelberg ihre Ergebnisse am 7. Januar 1998 auf dem Treffen der American Astronomical Society vor.

Der Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft ist Betreiber dieses Portals. Seine Online- und Print-Magazine, darunter »Spektrum der Wissenschaft«, »Gehirn&Geist« und »Spektrum – Die Woche«, berichten über aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung.