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Donnerstag, 25.05.2017
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Roter Riese als Dampfkochtopf

Sterbender Stern schleudert hochdichte Wasserdampfwolken aus

Wenn Sterne sterben, geht es ziemlich dramatisch zu. Beobachtungen an vier Roten Riesen am Ende ihres Lebenszyklus haben jetzt gezeigt, dass diese dicke Wolken von Wasserdampf- Gasgemischen ausstoßen. Ähnlich einem Dampfkochtopf schießen diese heißen, überdichten und magnetischen Wolken weit ins All hinaus.
Roter Riese: Beteigeuze

Roter Riese: Beteigeuze

Ein Wissenschaftlerteam des Observatoriums Jodrell Bank sowie des Radioteleskop-Netzwerks Very Long Baseline Interference (VLBI) hat jetzt gezielt Strahlungen aus den Gaswolken um vier Rote Riesen untersucht. “Rote Superriesen verlieren mehr als die Hälfte ihrer Masse, bevor sie ihr Leben als Supernova beenden”, erklärte Anita Richards auf der Jahrestagung der britischen Royal Astronomical Society. „Unsere Beobachtungen zeigen, dass dies nicht sanft verläuft wie die Häutung einer Zwiebel. Stattdessen sehen wir Wasserdampfwolken, die überdicht, übermagnetisiert und schnell beschleunigt vom Stern ausgeschleudert werden. Sie sind eingebettet in ein kühleres, diffuseres Gas, dass eine deutliche Hydroxylemission verursacht, ein Abbauprodukt des Wassers.“

Wasserdampf heißer und dichter als Gas


Auf die Hydroxylspur stießen die Forscher mithilfe der „Maser-Emissionen der Gaswolken. Die Moleküle in der Wolke verstärken und emittieren Mikrowellenstrahlen in einem sehr engen, hellen Strahl ähnlich einem Laser. Wasser beispielsweise sendet unter heißen, dichten Bedingungen Strahlung einer Wellenlänge von 1,3 Zentimetern aus, die Emissionen von Hydroxyl, dem Abbauprodukt, dagegen treten nur bei kühlerem, weniger dichten Gas auf. Umso unerwarteter war die Verteilung dieser Signale in unmittelbarer Nähe von zweien der Roten Riesen.

Wasserdampfwolken um den Stern S Persei

Wasserdampfwolken um den Stern S Persei

Nach Ansicht der Forscher spricht dies dafür, dass die Wassermaser von „Gasklumpen“ herrührt, in denen die Dicht 50-mal höher ist als im Rest des vom Stern ausgehenden Teilchenwinds. Unterstützt wird diese Vermutung auch durch Messungen der Magnetfeldstärken. Auch hier zeigen sich deutliche Unterschiede zwischen den Gebieten mit Hydroxyl- und den eng benachbarten Wassermasern. Die Wasserwolken scheinen sehr staubhaltig zu sein und beschleunigen deutlich stärker als die umgebenden Gaswolken.


Lebensdauer und Mechanismus noch unklar


Offenbar bilden sich nur ein paar solche Dampfwolken innerhalb einer stellaren Periode von ein paar Jahren. Sie allerdings enthalten einen Großteil der Masse, die der Stern ausstößt. Die Emissionen deuten darauf hin, dass die Lebensdauer dieser Dampfwolken auf nur ein paar Jahrzehnte begrenzt ist. Allerdings wurden auch solche Wolken schon in hundert Lichtjahren Entfernung von ihren Ursprungssternen gesichtet. „Diese Beobachtungen sind spannend, denn aus der Größe der Strahlenhülle schätzen wir, dass die Wasserdampfwolken rund hundert Jahre brauchen, um den interstellaren Raum zu erreichen“, so Richards. „Aber bisher können wir eine bestimmte Wolke nur über wenige Jahre verfolgen.“

Die Forscher hoffen nun, dass weitere Beobachtungen, unter anderem mithilfe der Radioteleskop-Netzwerke VLBI, aber auch MERLIN und ALMA näheren Aufschluss über die Mechanismen geben, die die Produktion dieser Wasserdampfwolken hervorrufen.
(Royal Astronomical Society (RAS), 18.04.2007 - NPO)
 
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