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Astronom*innen zeichnen Blasen auf einer Sternoberfläche in bisher detailliertestem Video auf
Zum ersten Mal haben Astronom*innen Bilder eines Sterns, der nicht die Sonne ist, in einer so hohen Auflösung aufgenommen, dass die Bewegung von brodelndem Gas auf seiner Oberfläche zu erkennen ist. Die Bilder des Sterns R Doradus wurden im Juli und August 2023 mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA ) aufgenommen, einem Observatorium, zu dessen Betreibern die Europäische Südsternwarte (ESO) gehört.
Detaillierte Bilder der Oberfläche des Sterns R Doradus. Foto: ESO
Auf ihnen sind riesige, heiße Gasblasen zu sehen, die 75-mal so groß sind wie die Sonne. Sie tauchen auf der Oberfläche auf und sinken schneller als erwartet wieder in das Innere des Sterns zurück.
„Dies ist das erste Mal, dass die brodelnde Oberfläche eines echten Sterns auf diese Weise dargestellt werden kann“, erklärt Wouter Vlemmings, Professor an der Chalmers University of Technology in Schweden und Erstautor der heute. „Wir hätten nie erwartet, dass die Daten von so hoher Qualität sind, dass wir so viele Details der Konvektion auf der Sternoberfläche sehen können.“
Sterne gewinnen in ihren Zentren durch Kernfusion Energie. Diese Energie kann in riesigen, heißen Gasblasen zur Oberfläche des Sterns transportiert werden, die dann abkühlen und absinken – wie eine Lavalampe.
Diese als Konvektion bezeichnete Durchmischung verteilt die im Kern gebildeten schweren Elemente wie Kohlenstoff und Stickstoff im gesamten Stern. Sie soll auch für die Sternwinde verantwortlich sein, die diese Elemente in den Kosmos befördern, um neue Sterne und Planeten zu bilden.
Bis jetzt wurden Konvektionsbewegungen bei anderen Sternen als der Sonne noch nie im Detail beobachtet. Mit ALMA erstellte das
Team im Laufe eines Monats hochauflösende Bilder der Oberfläche von R Doradus. R Doradus ist ein Roter Riese mit einem Durchmesser, der etwa dem 350-fachen der Sonne entspricht, und befindet sich etwa 180 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Schwertfisch (Dorado).
Seine Größe und seine Nähe zur Erde machen ihn zu einem idealen Ziel für detaillierte Beobachtungen. Ferner weist er eine ähnliche Masse wie die Sonne auf, was bedeutet, dass R Doradus wahrscheinlich in etwa so aussieht wie unsere Sonne in fünf Milliarden Jahren, wenn sie zu einem Roten Riesen wird.
„Konvektion erzeugt die wunderschöne körnige Struktur, die auf der Oberfläche unserer Sonne zu sehen ist, aber bei anderen Sternen ist sie schwer zu erkennen“, fügt Theo Khouri hinzu, ein Forscher am Chalmers-Institut und Mitautor der Studie.
Die Granulen von R Doradus scheinen sich in einem einmonatigen Zyklus zu bewegen, was schneller ist, als Wissenschaftler aufgrund der Funktionsweise der Konvektion in der Sonne erwartet hatten.
„Wir wissen bisher nicht, woher der Unterschied kommt. Es scheint, dass sich die Konvektion mit zunehmendem Alter eines Sterns auf eine Weise verändert, die wir bislang nicht verstehen“, erläutert Vlemmings. Beobachtungen wie die von R Doradus helfen uns zu erkennen, wie sich Sterne wie die Sonne verhalten, obwohl sie so kühl, groß und brodelnd werden wie R Doradus.
„Es ist spektakulär, dass wir jetzt die Details auf der Oberfläche von fernen Sternen direkt abbilden und physikalische Vorgänge beobachten können, die bisher meist nur bei unserer Sonne zu erkennen waren“, so Behzad Bojnodi Arbab, Doktorand an der Chalmers University, der ebenfalls an der Studie beteiligt war. (ESO)
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