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Donnerstag, 20.07.2017
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Blaue Wechselsterne geben Rätsel auf

Astronomen entdecken ganz neue Klasse von veränderlichen Sternen

Mysteriöse Himmelslichter: Astronomen haben eine ganz neue Klasse von veränderlichen Sternen entdeckt. Die sehr heißen und blau leuchtenden Objekte ändern ihre Helligkeit schneller und stärker als alle bekannten Veränderlichen. Worum es sich bei diesen sogenannten Blue Large-Amplitude Pulsators handelt, ist bislang noch rätselhaft. Auch wie sie zu diesen blauen Blinklichtern wurden, können die Forscher noch nicht erklären, wie sie im Fachmagazin "Nature Astronomy" berichten.
Eine neuentdeckte Klasse von veränderlichen Sternen gibt den Astronomen Rätsel auf.

Eine neuentdeckte Klasse von veränderlichen Sternen gibt den Astronomen Rätsel auf.

Veränderliche Sterne sind die Leuchttürme des Kosmos: Ähnlich wie die Warnlichter an der Meeresküste werden sie in einem regelmäßigen, charakteristischen Takt heller und dunkler. Der Grund für dieses Blinken ist dabei jedoch ganz unterschiedlich. In einigen Fällen handelt es sich um Doppelsterne, deren Partner sich abwechselnd verdecken. Einen solchen Fall beobachteten sogar schon die alten Ägypter. In anderen Fällen pulsiert der Stern selbst, wie bei den Cepheiden.

Zu schnelles und starkes Blinken


Eine ganz neue Klasse von veränderlichen Sternen haben nun jedoch Pawel Pietrukowicz von der Universität Warschau und seine Kollegen entdeckt. Bei insgesamt 14 Sternen beobachteten sie einen ungewöhnlich starken und schnellen Lichtwechsel. Demnach wechselten diese Sterne ihre Helligkeit in einem Takt von 20 bis 40 Minuten.

Damit ähneln diese Veränderlichen auf den ersten Blick einer bestimmten Klasse von heißen Zwergsternen, die ähnlich schnelle Blinkraten besitzen können. Doch für solche Zwergsterne waren die Unterschiede zwischen der hellen und dunklen Phase zu groß. "Ein Pulsieren mit so großer Amplitude und so kurzen Perioden ist von keiner der bekannten Sternenarten bekannt", erklären die Forscher.


Ganz neue Klasse der veränderlichen Sterne


Um mehr über diese rätselhaften Himmelskörper herauszufinden, analysierten die Astronomen das Licht dieser Sterne mithilfe zweier leistungsstarker Teleskope in der Atacamawüste. Die Spektroskopie ergab Überraschendes: Das Licht dieser veränderlichen Sterne ist viel blauer als das von normalen Sternen – und sie sind sehr heiß: "Die Spektrokospie bestätigt Oberflächentemperaturen von rund 30.000 Kelvin", so die Forscher. Das ist etwa die fünffache Hitze der Sonnenoberfläche.

Zudem sind diese Sterne erheblich größer als heiße Zwergsterne. Es muss sich also um eine Klasse bisher unbekannter Sterne handeln, die den heißen Zwergsternen zwar ähneln, aber viel stärker ausgedehnte Hüllen aufweisen. Wegen all dieser Eigenheiten ordnen die Astronomen diese Sterne daher eine komplett neuen Sternenklasse zu: den sogenannten Blue Large-Amplitude Pulsators (BLAP).

Entstehung und Natur noch rätselhaft


Wie aber kommen diese blauen Wechselsterne zustande? Und wie sehen sie aus? Noch gibt es darauf keine eindeutige Antwort, unter anderem, weil die Sterne zu weit entfernt sind, um Details erkennen zu können. "Das Entstehungsszenario der BLAPs bleibt ein Rätsel", sagen Pietrukowicz und seine Kollegen. "Die extreme Rarität dieser Pulsatoren deutet jedoch darauf hin, dass es sich um eine seltene Ausnahmeerscheinung bei der Sternenentwicklung handeln könnte."

Die Forscher vermuten, dass es sich möglicherweise um Sternenkerne mit Resten einer aufgeblähten Hülle handelt – beispielsweise um Rote Riesen, die schon einen Teil ihrer Gashülle abgestoßen haben. Zu den Helligkeitsschwankungen könnte es dann kommen, weil die Strahlung aus dem Sternenkern nicht ungehindert nach außen dringen kann: Eine dichtere Gasschicht leistet dem Strahlungsdruck Widerstand.

Wechselspiel von Strahlungsdruck und Gravitation


Dadurch jedoch wird diese Barriere nach außen gedrückt und gedehnt. Weil dabei die Gasdichte abnimmt, kann nun die Strahlung vorübergehend besser entweichen – der Stern wird heller. Kurz darauf jedoch sorgt die Schwerkraft des Sterns dafür, dass die Gasschicht wieder nach innen gezogen wird – und das Licht wird gedimmt.

Ob die neuentdeckten Blauen Pulsatoren tatsächlich dieser aus physikalischen Modellen geschlossenen Beschreibung entsprechen, müssen weitere Beobachtungen allerdings erst noch zeigen. (Nature Astronomy, 2017; doi: 10.1038/s41550-017-0166)
(Nature/ Universität Erlangen-Nürnberg, 04.07.2017 - NPO)
 
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