Während in Italien der Vulkan Stromboli Feuer spuckt und in den USA zum Unabhängigkeitstag Pyro-Feuerwerke gezündet wurden, hat das NASA/ESA Hubble Space Telescope ein Feuerwerk eingefangen, mit dem keines auf der Erde konkurrieren kann. Allerdings explodierte dieses extra-terrestrische Feuerwerk bereits vor Tausenden Jahren.
Das von Hubble aufgenommene Bild zeigt die expandierenden Gase des Doppelsternsystems Eta Carinae, die in rot, weiß und blau leuchten. Der Doppelstern befindet sich im Sternbild Carina, etwa 7.500 Lichtjahre von der Erde entfernt. Wissenschaftler beobachten den Stern und das „kosmische Drama“, das sich dort abspielt, bereits seit mehr als 25 Jahren; das neue Bild ist aber das erste, das mit der Hubble-Weitwinkelkamera 3 aufgenommen wurde, „um warmes Magnesiumgas im ultravioletten Licht zu kartieren“.
Großer Ausbruch schon fast 200 Jahre früher
Das Licht des ersten, sogenannten „Große Ausbruchs“ des Eta Carinae erreichte die Erde 1838. Das führte dazu, dass dass der Stern bis zum Jahr 1844 der zweithellste Stern am Himmel nach Sirius war und somit zu einem wichtigen Navigationsstern für Seeleute in den südlichen Meeren wurde. Mittlerweile ist er zwar wieder verblasst, das Hubble-Bild zeigt aber, dass das Spektakel noch nicht beendet ist.
Gewaltige Ausbrüche seien in der Geschichte des Eta Carinae keine Seltenheit, sagen die Astronomen. „Das System wurde durch chaotische Ausbrüche fast zerstört, die oft Teile von sich selbst in den Weltraum schleuderten.“ Der Große Ausbruch sei jedoch besonders dramatisch gewesen. „Der größere der beiden Sterne ist ein massiver, instabiler Stern, der sich dem Ende seines Lebens nähert, und was Astronomen vor über anderthalb Jahrhunderten erlebten, war in Wirklichkeit eine stellare Nahtoderfahrung.“
Noch heute ist die Signatur des Großen Ausbruchs an der Umgebung des Sterns zu erkennen: Die Hantel-Form entsteht durch Staub, Gas und andere Filamente, die in den Raum geschleudert wurden. Die heißen, glühenden Wolken sind als Homunkulus-Nebel bekannt.
Überraschende Erkenntnis
Das früher abgestoßene Außenmaterial wurde durch Stoßwellen aufgeheizt, die entstanden, als es mit Trümmerteilen des Sterns zusammenstieß, die schon zuvor in den Raum geschleudert worden waren. Die Astronomen, die dieses neue Bild aufgenommen haben, gingen davon aus, dass „das Licht aus dem Magnesium aus der komplizierten Reihe von Filamenten kommen würde, die im Licht von glühendem Stickstoff zu sehen sind.“ Was sie fanden, war aber eine ganz neue, leuchtende Magnesiumstruktur im Raum zwischen den staubigen bipolaren Blasen und den äußeren, von den Stoßwellen aufgeheizten stickstoffreichen Filamenten.
„Wir haben eine große Menge an warmem Gas entdeckt, das beim Großen Ausbruch ausgestoßen wurde, aber noch nicht mit dem anderen Material um Eta Carinae kollidiert ist”, erklärt Nathan Smith vom Steward Observatorium an der University of Arizona, leitender Forscher des Hubble-Programms. „Der größte Teil der Emission befindet sich dort, wo wir erwartet haben, dass wir einen leeren Hohlraum finden. Dieses zusätzliche Material ist schnell, und es setzt bezüglich der Gesamtenergie einer bereits mächtigen Sternenexplosion ‚noch einen oben drauf‘.” Diese neuen Daten würden es den Forschern ermöglichen, besser zu verstehen, wie der Ausbruch begann, „denn sie stellen den schnellen und heftigen Auswurf von Material dar, das vom Stern kurz vor dem Ausstoß des restlichen Nebels ausgeworfen worden sein könnte“.
Die auf dem Bild sichtbaren Streifen im blauen Bereich außerhalb der unteren linken Blase entstehen durch Lichtstrahlen des Sterns, die durch die Staubklumpen entlang der Oberfläche der Blase dringen „Das Muster aus Licht und Schatten erinnert an Sonnenstrahlen, die wir in unserer Atmosphäre sehen, wenn das Sonnenlicht über den Rand einer Wolke scheint, obwohl der physikalische Mechanismus, der das Licht von Eta Carinae erzeugt, anders ist”, erklärt Teammitglied Jon Morse vom BoldlyGo Institute in New York.
Technik auch zur Erforschung anderer Sterne einsetzbar
Laut Aussagen der Forscher könnte diese Technik, die Suche im ultravioletten Licht nach warmem Gas, auch genutzt werden, um andere Sterne und gasförmige Nebel zu untersuchen. „Wir hatten Hubble jahrzehntelang genutzt, um Eta Carinae im sichtbaren und infraroten Licht zu untersuchen, und wir dachten, wir hätten einen ziemlich vollständigen Überblick über die ausgeworfenen Trümmer“, sagt Smith. „Aber dieses neue Ultraviolettlichtbild sieht erstaunlich anders aus und zeigt Gas, das wir weder in Bildern mit sichtbarem Licht noch in Infrarotbildern gesehen haben. Wir sind begeistert, dass diese Art der ultravioletten Magnesiumemission auch bisher verstecktes Gas in anderen Arten von Objekten freilegen kann, die Material ausstoßen, wie Protosterne oder andere sterbende Sterne. Und nur Hubble kann diese Art von Bildern machen.“
Was den Großen Ausbruch des Eta Carinae verursacht hat, bleibt den Wissenschaftlern aber weiter ein Rätsel. Es gibt unterschiedliche Theorien. Sicher sind sich die Forscher aber über sein Ende: Eta Carinae wird als Supernova in einem noch gigantischeren Feuerwerk explodieren – oder ist bereits explodiert. Das Licht des Eta Carinae braucht 7.500 Jahre, bis es die Erde erreicht…
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