Durch Pulsieren angetriebene Winde bei Riesensternen

Print Friendly, PDF & Email

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Das APEX (Atacama Pathfinder Experiment) Teleskop in Chile. Dieses Submillimeter-Teleskop untersuchte die Geschwindigkeit von CO-Gas im Wind des Riesensterns EU Del, um zu helfen, den Mechanismus einzugrenzen, der für das Antreiben seines Windes verantwortlich ist.
ESO / APEX

Nahezu alle Sterne haben Winde. Der Sonnenwind, der in der heißen, äußeren Schicht (Korona) entsteht, besteht aus geladenen Teilchen, die in einer Größenordnung freigesetzt werden, die ungefähr einem Millionstel der Mondmasse pro Jahr entspricht. Einige dieser Teilchen beschießen die Erde, erzeugen Radiorauschen, Polarlichter und unterbrechen (in extremen Fällen) die globale Kommunikation. Die Winde von Sternen, die weiter entwickelt sind als die Sonne (wie die so genannten Riesensterne, die kühler und im Durchmesser größer als die Sonne sind), enthalten oft Staubpartikel, die das interstellare Medium mit schweren Elementen anreichern. Diese Winde enthalten auch kleine Körnchen, an deren Oberflächen chemische Reaktionen komplexe Moleküle erzeugen. Der Staub verschluckt zudem Strahlung und schwächt sichtbares Licht ab. Ein Verständnis des Mechanismus (Mechanismen), der diese Winde in entwickelten Sternen erzeugt, ist sowohl für die Erstellung von Modellen des Winds und den Eigenschaften der stellaren Umgebung als auch für die Vorhersage der zukünftigen Entwicklung des Sterns wichtig.

Der Mechanismus, der die Winde von Riesensternen antreibt, ist nur unzureichend untersucht. Astronomen vermuten, daß es für den Mechanismus, die Winde von Riesensternen anzutreiben, drei Möglichkeiten gibt: die Strahlung, bei der der Druck des Lichts die Körner wegtreibt, das stellare Magnetfeld, durch das die strömenden Teilchen mit Energie versehen werden und das Pulsieren, bei dem ein in regelmäßigen Abständen auftretender Aufbau an Strahlungsenergie im stellaren Inneren plötzlich freigesetzt wird. Im Lauf der Jahre schwankte die wissenschaftliche Meinung zwischen diesen Vorschlägen, abhängig von jedem einzelnen stellaren Beispiel. Chris Johnson vom CfA gehörte einer aus acht Astronomen bestehenden Gruppe an, die das Problem des Wind antreibenden Mechanismus in Riesensternen durch die Messung der Bewegung von abströmendem CO-Gas in einem der nächstgelegenen und hellsten Riesensterne, EU Del, untersuchte. EU Del ist nur etwa 380 Lichtjahre entfernt und strahlt mit der Leuchtraft von 1.600 Sonnen. Sein Radius würde sich, wenn der Stern an die Stelle der Sonne gesetzt würde, über die Umlaufbahn der Venus erstrecken. EU Del ist als halbregulärer veränderlicher Stern bekannt, der etwa alle sechzig Tage pulsiert (doch zusätzlich mit einigen nachgeordneten Perioden), und Beobachtungen im Infraroten deuten darauf hin, daß er eine zirkumstellare Staubhülle hat.

Die Astronomen beobachteten mit dem Submillimeter-Teleskop APEX (Atacama Pathfinder Experiment) warmes CO-Gas im Wind von EU Del, was diesen zu einem der ersten Sterne seiner Art macht, der mit diesem relativ neuen Werkzeug untersucht wurde. Das Team berichtet von der Entdeckung, daß sich CO mit ungefähr zehn Kilometer pro Sekunde (36.000 Kilometer pro Stunde) bewegt und der Stern Masse mit einer Rate pro Jahr verliert, die in etwa der Masse des Mondes entspricht. Durch die Analyse dieses und damit in Zusammenhang stehendem Verhalten kommen sie zu dem Schluß, daß trotz einiger Unklarheiten der wahrscheinlichste Mechanismus zum Antrieb des Windes in den stellaren Pulsationen liegt. Sie festigen diese Schlußfolgerung durch Vergleich der Resultate über den Wind von EU Del mit Winden anderer Riesensterne, die verschiedene Pulsations- und Windeigenschaften besitzen.

Literatur:

„EU Del: Exploring the Onset of Pulsation-Driven Winds in Giant Stars“

I. McDonald, A. A. Zijlstra, G. C. Sloan, E. Lagadec, C. I. Johnson, S. Uttenthaler, O. C. Jones, and C. L. Smith

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 456, 4542–4550 (2016)

MNRAS 456, 4542, 2016