Infrarot-Interferometrie liefert Bilder mit bisher unerreichter Schärfe Orionnebel: Doppelpack statt Einzelstern - scinexx | Das Wissensmagazin
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Infrarot-Interferometrie liefert Bilder mit bisher unerreichter Schärfe

Orionnebel: Doppelpack statt Einzelstern

Zentralbereich des Großen Orionnebels (linkes Bild) mit den vier Trapez-Sternen (Theta 1 Ori A-D) bei zunehmender Vergrößerung. Der massereichste und hellste dieser Sterne ist Theta 1 Ori C, der mit bisher unerreichter Winkelauflösung mit dem VLT-Interferometer abgebildet werden konnte (rechtes Teilbild). © MPIfR/Stefan Kraus, ESO und NASA/Chris O'Dell

Mithilfe des „Very Large Telescope Interferometer“ der Europäischen Südsternwarte ESO ist einem internationalen Wissenschaftlerteam das bisher schärfste Bild des jungen Doppelsterns Theta 1 Ori C inmitten des Trapez-Sternhaufens im Orion gelungen. Theta 1 Ori C ist der hellste Stern im der Erde nächstgelegenen Entstehungsgebiet massereicher junger Sterne.

Die neuen Resultate der Forscher um Stefan Kraus und Gerd Weigelt vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie zeigen deutlich voneinander getrennt zwei Einzelsterne in einem Doppelsternsystem. Die Messungen haben die extrem hohe Winkelauflösung von etwa zwei Tausendstel Bogensekunden. Wie die Forscher in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ berichten, waren sie in der Lage, die Bahndaten des Doppelsternsystems zu bestimmen, außerdem die Massen der beiden Einzelsterne zu 38 und neun Sonnenmassen sowie die Entfernung des Systems (1.350 Lichtjahre).

Die Infrarot-Interferometrie ist eine neuartige astronomische Messtechnik, die eine viel höhere Winkelauflösung zu liefern vermag, als konventionelle Messungen mit großen astronomischen Teleskopen. Sie ermöglicht es den Astronomen, die mit einer Reihe von Einzelteleskopen aufgenommene Strahlung zu einem sehr scharfen virtuellen Gesamtbild zu kombinieren. So benutzten die Forscher am Very Large Telescope Interferometer (VLTI) das Interferometrie-Strahlvereinigungs-Instrument AMBER („Astronomical Multi-BEam combineR“), das die direkte Erzeugung von Bildern bei Wellenlängen im nahen Infrarot ermöglicht.

Theta 1 Ori C als Prüfstern

Zum Prüfstern wählten die Astronomen Theta 1 Ori C, die massereichste und leuchtkräftigste Sonne im zentralen Orionnebel. Diese Region bietet wegen ihrer vergleichbaren Erdnähe einen einzigartigen Einblick in die Bildungsprozesse der Sterne. Die intensive Strahlung von Theta 1 Ori C ionisiert den gesamten Bereich des Orionnebels. Durch seinen starken Sternwind beeinflusst das Objekt auch die berühmten Proplyds (protoplanetary disks) – junge Sterne, die noch von Staubscheiben umgeben sind, aus denen sich später Planetensysteme entwickeln werden.

Obwohl Theta 1 Ori C zunächst als Einzelstern erschien – und das sowohl in Beobachtungen mit konventionellen Fernrohren als auch mit dem Weltraumteleskop „Hubble“ -, konnte das Team die Existenz eines lichtschwächeren Begleitsterns in geringem Abstand nachweisen. „VLT-Interferometrie mit AMBER hat uns zum ersten Mal ermöglicht, ein Bild dieses Doppelsternsystems mit einer spektakulären Winkelauflösung von nur zwei Tausendstel Bogensekunden zu gewinnen“, sagt Kraus.

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Die VLTI-Daten belegen, dass der Abstand zwischen den beiden Sternen im März 2008 nur etwa 20 Tausendstel Bogensekunden betragen hat. Die Zusammenstellung aller Messungen zeigt nach Angaben der Astronomen, dass der Begleitstern sich auf einer sehr exzentrischen Bahn mit einer Umlaufdauer von elf Jahren bewegt. Unter Anwendung des Dritten Keplerschen Gesetzes ließen sich die Massen beider Sterne zu 38 und neun Sonnenmassen bestimmen.

Faszinierende neue Bildqualität

Aus diesen Messungen konnten die Wissenschaftler außerdem die so genannte trigonometrische Entfernung des Sterns Theta 1 Ori C und damit des Zentralbereichs des gesamten Orion-Sternentstehungsgebiets ableiten. Der Wert von 1.350 Lichtjahren stimmt hervorragend mit dem Resultat überein, das ein Team um Karl Menten, ebenfalls vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie, aus der Bestimmung trigonometrischer Parallaxen einiger anderer Sterne im Orionnebel erhalten hat.

Seit dem Jahr 1609, als Galileo Galilei zum ersten Mal ein Fernrohr gen Himmel richtete, hat sich die beobachtende Astronomie sowohl in der erfassbaren Wellenlänge als auch in der erreichbaren Auflösung erheblich weiterentwickelt. „Unsere Beobachtungen zeigen die faszinierende neue Bildqualität von VLTI. Die Anwendung der Technik der Infrarot-Interferometrie wird zweifellos zu einer Reihe fundamentaler neuer Entdeckungen führen“, sagt Weigelt.

(MPG, 03.04.2009 – DLO)

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