Massereiche Sterne durchlaufen in ihrer letzten Lebensphase nicht selten dramatische Veränderungen. So kann es in astronomisch gesehen kurzer Zeit zu deutlich sichtbaren Farbwechseln kommen, bevor ein Riesenstern seine nur wenige Millionen Jahre währende Existenz beendet – meist in einer gewaltigen Supernova-Explosion. Ein prominentes Beispiel ist der Rote Überriese Beteigeuze im Sternbild Orion, der vor rund 2000 Jahren noch als gelbliche Lichtquelle dokumentiert wurde. Aufgrund der aus menschlicher Sicht enorm langen Entwicklungszeiten lassen sich solche Prozesse jedoch kaum direkt verfolgen.

Einem Team um den Astronomen Gonzalo Muñoz-Sanchez vom National Observatory in Athen ist es nun dennoch gelungen: Mittels Archivdaten und aktuelleren Spektralmessungen konnte es die rasche Farbveränderung des Riesensterns WOH G64 innerhalb von weniger als zwei Jahren nachweisen. Die Ergebnisse erschienen im Fachjournal »Nature Astronomy«.

WOH G64 befindet sich in der Großen Magellanschen Wolke (Large Magellanic Cloud, LMC), einer Begleitgalaxie unseres Milchstraßensystems, rund 160 000 Lichtjahre von ihrem Zentrum entfernt. Mit 25 bis 28 Sonnenmassen, einer geschätzten Größe zwischen 800 und 1600 Sonnenradien und einer Leuchtkraft von mehr als dem 280 000-Fachen unserer Sonne gilt er als wahres Sternungetüm (englisch: Behemoth star); stünde er anstelle der Sonne in unserem Sonnensystem, würde seine Oberfläche fast bis zur Jupiterbahn reichen. Seit seiner Entdeckung in den 1980er-Jahren galt WOH G64 als einer der leuchtkräftigsten und größten, zugleich aber auch kühlsten Roten Überriesen in der LMC. Seine Oberflächentemperatur lag damals schätzungsweise zwischen 2700 und 3000 Grad Celsius, etwa halb so hoch wie bei unserer Sonne.

Doch dabei blieb es nicht, wie die Untersuchungen des Teams um Muñoz-Sanchez nahelegen: In den Jahren 2013 und 2014 stieg die Helligkeit von WOH G64 im Visuellen um fast zwei Magnituden an, während jene im Infraroten nahezu konstant blieb – innerhalb eines Zeitraums von nur rund 400 Tagen. Das zeigen fotometrische Messungen, beginnend im Jahr 1992, kombiniert mit Spektraldaten aus den Jahren 2007 bis 2021. Die Zunahme der visuellen Helligkeit führt die Gruppe auf einen Anstieg der Oberflächentemperatur um mehr als 1000 Grad zurück; sie wird nun auf circa 4500 Grad Celsius geschätzt. Demnach muss sich WOH G64 von einem Roten Überriesen zu einem heißeren Gelben Hyperriesen entwickelt haben. Der Name ist dabei etwas irreführend: Gelbe Hyperriesen sind kompakter als Rote Überriesen, aber ausgedehnter als gewöhnliche Gelbe Überriesen.

Vermutlich verlor WOH G64 während dieser Phase einen erheblichen Teil seiner äußeren Hülle, was den Blick auf tiefer liegende, heißere Schichten freigab. Aufnahmen aus dem Jahr 2024 zeigen den Stern von einem eiförmigen Staubkokon umgeben. Welcher Mechanismus den Massenverlust auslöste, blieb bislang jedoch unklar. Möglicherweise ist WOH G64 Teil eines Doppelsternsystems, bei dem der Begleiter das kühle, »rote« Gas abgestreift und eine gemeinsame Hülle (englisch: common envelope) gebildet hat. Alternativ könnte WOH G64 bereits länger ein Gelber Hyperriese gewesen sein und über 30 Jahre hinweg so viel Material ausgestoßen haben, dass sich eine dichte, kühle »Pseudo-Atmosphäre« ausgebildet hat. Sie könnte den Eindruck eines Roten Überriesen erzeugt haben und erst im Jahr 2014 mit dem Ende der Eruptionen durchsichtig geworden sein.

Das Doppelsternszenario bietet nach aktuellem Stand den überzeugenderen Rahmen, so das Team. Die Spektraldaten legen nahe, dass es im System von WOH G64 zwei Komponenten gibt: einen Gelben Hyperriesen und einen heißen Stern der Spektralklasse B, der von einer Akkretionsscheibe umgeben ist. Auch das deutliche Verblassen des WOH-G64-Systems im Jahr 2025 um etwa zwei Magnituden im Infraroten innerhalb von nur zehn Monaten – und die damit verbundene Wiederkehr optischer Merkmale eines Roten Überriesen – lässt sich damit plausibel erklären. Die Zukunft des Riesensterns wird maßgeblich von der weiteren Entwicklung des Doppelsternsystems abhängen. In einigen Tausend Jahren wird er so möglicherweise in einer Supernova explodieren, direkt zu einem Schwarzen Loch kollabieren oder mit seinem Begleitstern verschmelzen.