Pressemitteilung

Strahlend heller Sternen-Einzelgänger entdeckt

25. Mai 2011

In einer Nachbargalaxie haben Astronomen man mit dem Very Large Telescope der ESO einen außergewöhnlich hellen Einzelstern entdeckt, der drei Millionen mal so hell ist wie die Sonne. Alle anderen bislang entdeckten derartigen “Supersterne” befinden sich in Sternhaufen, also in der Gesellschaft einer Vielzahl anderer Sterne. Die Herkunft dieses einsamen kosmischen Leuchtfeuers ist ein Rätsel: Ist er bereits für sich allein entstanden, oder wurde er vielleicht aus einem Sternhaufen herausgeschleudert? Beide Möglichkeiten sind nur schwer mit den gängigen Vorstellungen der Astronomen von der Sternentstehung vereinbar.

Ein internationales Astronomenteam [1] hat mit dem Very Large Telescope der ESO den Stern VFTS 682 [2] sorgfältig untersucht. Dieser Stern ist ein Teil der Großen Magellanschen Wolke, einer der kleinen Nachbargalaxien unserer Milchstraße. Mithilfe des FLAMES-Spektrografen am VLT analysierten die Astronomen das Licht des Sterns und konnten so ermitteln, dass er etwa die 150fache Masse der Sonne besitzt. Derart massereiche Sterne hat man bisher nur in den dicht bevölkerten Zentren von Sternhaufen gefunden. VFTS 682 dagegen ist ein Einzelgänger.

“Wir waren sehr überrascht, einen so massereichen Stern für sich allein und nicht inmitten eines großen Sternhaufens vorzufinden”, merkt auch Joachim Bestenlehner an, Doktorand am nordirischen Armagh Observatory und Erstautor der Studie, in der die Astronomen ihre Entdeckung mitgeteilt haben. “Es ist völlig ungeklärt, wie er dort hingekommen ist.”

Der Stern war zuvor bei einer Durchmusterung der hellsten Sterne in der Region in und um den Tarantelnebel in der Großen Magellanschen Wolke entdeckt worden. Er liegt inmitten einer Sternkinderstube, einem großen Bereich aus Gas, Staub und jungen Sternen. Der Tarantelnebel ist einer der aktivsten Sternentstehungsregionen in der so genannten Lokalen Gruppe von Galaxien [3]. Auf den ersten Blick schien VFTS 682 ein heißer, junger und heller, aber nicht sonderlich bemerkenswerter Stern. Die neue Untersuchung mit dem VLT ergab dann allerdings, dass der Großteil seines Lichts von Staubwolken, die zwischen Stern und Erde liegen, absorbiert und in alle Richtungen gestreut wird. VFTS 682 in Wirklichkeit viel heller, als die Astronomen vorher angenommen haben, und gehört zu den hellsten bekannten Sternen überhaupt.

Rotes und infrarotes Licht von VFTS 682  kann durch den Staub zu uns gelangen, während das kurzwelligere blaue und grüne Licht gestreut wird und daher weitgehend verloren geht. Der Stern erscheint uns deshalb nicht sonderlich hell und rötlich, während er in Wirklichkeit  weit heller und bläulich-weiß leuchtet.

VFTS 682 ist nicht nur sehr hell sondern auch extrem heiß. An seiner Oberfläche herrschen Temperaturen von etwa 50.000°C [4]. Von Sterne mit derart extremen Eigenschaften wird angenommen, dass sie ihr vergleichsweise kurzes Leben nicht wie andere massereiche Sterne in einer Supernovaexplosion beenden, sondern möglicherweise in einem viel drastischeren Ereignis: einem langanhaltenden Gammastrahlenausbruch [5]. Solche Gammastrahlenausbrüche gehören zu den stärksten Explosionen im Universum überhaupt.

Zur Zeit erscheint VFTS 682 als Einzelgänger. Er ist allerdings nicht weit von dem großen Sternhaufen RMC 136 entfernt (oft auch abgekürzt mit R 136 bezeichnet), der mehrere ähnlich massereiche Sterne enthält (eso1030) [6].

“Unsere Ergebnisse zeigen, dass VFTS 682 nahezu identisch mit einem der beiden massereichen Supersterne im Zentrum des R 136-Haufens ist”, fügt  Paco Najarro, ein Mitglied des Teams vom Zentrum für Astrobiologie CAB (INTA-CSIC) in Spanien, hinzu.

Es stellt sich die Frage, ob auch VFTS 682 in dort entstanden und dann später aus dem Haufen herausgeschleudert worden sein könnte. Die Astronomen kennen einige solcher kosmischen Vagabunden, aber alle sind kleiner als VFTS 682. Es wäre daher interessant zu wissen, ob und wie ein solches Schwergewicht überhaupt durch gravitative Wechselwirkung aus einem Sternhaufen geworfen werden kann.

“Es deutet alles darauf hin, dass die größten und hellsten Sterne sich am ehesten in großen Sternhaufen bilden”, sagt auch Jorick Vink, ein weiteres Teammitglied. “Es wäre zwar auch möglich, dass er für sich allein entstanden ist, aber das wäre schwieriger zu erklären. Deshalb ist VFTS 682 ein wirklich erstaunliches Objekt.“

Endnoten

[1] Die Untersuchung von VFTS 682 wurde von Jorick Vink, Götz Gräfener und Joachim Bestenlehner vom Armagh Observatory durchgeführt.

[2] Die Abkürzung VFTS steht für den „VLT-FLAMES Tarantula Survey“ (wörtlich die  „Durchmusterung des Tarantelnebels mit dem FLAMES-Instrument am VLT“). Dabei handelt es sich um ein ESO-Großprojekt, das von Christopher Evans vom britischen Astronomy Technology Centre in  Edinburgh geleitet wird.

[3] Die Lokale Gruppe ist eine Ansammlung von Galaxien, die aus der Milchstraße, der Andromedagalaxie und einer Reihe von kleineren Zwerggalaxien besteht .

[4] Zum Vergleich: Die Oberflächentemperatur der Sonne beträgt 5500°C.

[5] Gammastrahlenausbrüche gehören zu den energiereichsten Phänomenen im Universum. Die hochenergetische Strahlung, die sie erzeugen, kann mit Satelliten beobachtet werden. Gammastrahlenausbrüche, die länger als zwei Sekunden dauern, bezeichnet man als lange Bursts, im Gegensatz zu den so genannten kurzen Bursts. Die langen Bursts dürften auf Supernovaexplosionen am Ende des Lebens massereicher und kurzlebiger Sterne in sternbildenden Galaxien zurückgehen. Die kurzen Bursts sind noch immer weitgehend unverstanden. Möglicherweise entstehen sie bei der Verschmelzung zweier kompakter Objekte, etwa zweier Neutronensterne.

[6] Nimmt man an, dass sich VFTS 682 und R 136 etwa gleich weit von der Erde entfernt befinden, dann wäre der Stern ungefähr 90 Lichtjahre vom Zentrum des Haufens entfernt. Sollten die Entfernungen der beide Objekte zu uns signifikant voneinander abweichen, wäre der Abstand entsprechend größer.

Weitere Informationen

Die hier vorgestellten Forschungsergebnisse von Bestenlehner et al. erscheinen demnächst unter dem Titel “The VLT-FLAMES Tarantula Survey III: A very massive star in apparent isolation from the massive cluster R136” in der Fachzeitschrift  Astronomy & Astrophysics.

Die beteiligten Wissenschaftler sind Joachim M. Bestenlehner (Armagh Observatory, Großbritannien), Jorick S.Vink (Armagh), G. Gräfener (Armagh), F. Najarro (Centre of Astrobiology, Madrid, Spanien), C. J. Evans (UK Astronomy Technology Centre, Edinburgh, Großbritannien), N. Bastian (Excellence Cluster Universe, Garching und University of Exeter, Großbriannien), A. Z. Bonanos (National Observatory of
Athens, Griechenland), E. Bressert (Exeter; ESO; Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), P. A. Crowther (University of Sheffield, Großbritannien), E. Doran (Sheffield), K. Friedrich (Argelander-Institut der Universität Bonn), V.Hénault-Brunet (University of Edinburgh, Großbritannien), A. Herrero (University of La Laguna, Tenerife, Spanien; ESO), A. de Koter (University of Amsterdam; Utrecht University, Niederlande), N. Langer (Argelander-Institut), D. J. Lennon (ESA; Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), J. Maíz Apellániz (Institute of Astrophysics of Andalucia, Granada, Spanien), H. Sana (University of Amsterdam), I. Soszynski (Universität Warschau, Polen), and W. D. Taylor (University of Edinburgh).

Die Europäische Südsternwarte ESO (European Southern Observatory) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch ihre 15 Mitgliedsländer: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Italien, die Niederlande, Österreich, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO betreibt drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Nordchile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts, sowie VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt. Die ESO ist der europäische Partner für den Aufbau des Antennenfelds ALMA, das größte astronomische Projekt überhaupt. Derzeit entwickelt die ESO das European Extremely Large Telescope (E-ELT) für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren und Infrarotlichts, mit 42 Metern Spiegeldurchmesser ein Großteleskop der Extraklasse.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsstaaten (und einigen weiteren Ländern) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg.

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Senior Research Astronomer
Armagh Observatory, Northern Ireland, UK
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