Rauchzeichen im Sternbild „Luftpumpe“

800 Lichtjahre von der Erde entfernt stirbt „U Antliae“. Astronomen haben beobachtet, wie der Stern sein Leben aushaucht - das tut er durchaus im Wortsinne: Er wirft stoßweise Rauchringe ins All.

Wenn Sterne ihrem Ende entgegengehen, ändern sich abhängig von ihrer Größe die Vorgänge im Inneren. Das hat auch massive Auswirkungen auf ihre Umgebung. So wird sich unsere Sonne in einigen Milliarden Jahren zu einem Roten Riesen aufblähen und die inneren Planeten inklusive der Erde verschlucken.

Um herauszufinden, wie dieses unausweichliche Schicksal im Detail abläuft, lohnt sich für die Wissenschaft der Blick auf Sterne, die bereits in diese Lebensphase eingetreten sind. Ein solcher ist „U Antliae“.

Stern "U Antliae" im Kosmos
ESO, Digitized Sky Survey 2; Davide De Martin
„U Antliae“ ist ein sogenannter Kohlenstoffstern.

Diesen hat das internationale Team um den Wiener Astrophysiker Franz Kerschbaum schon seit geraumer Zeit im Visier. Bereits 2009 haben die Wissenschaftler die „Augen“ des damals neuen Weltraumteleskops Herschel auf den Himmelskörper im am Südhimmel sichtbaren Sternbild „Luftpumpe“ gerichtet.

Beobachten konnte man damals jenen Wellenlängenbereich, der einen Blick auf den Ausstoß von Gasen, wie Kohlenmonoxid ermöglicht, allerdings nur mit einer Auflösung, die in etwa der des menschlichen Auges entspricht, erklärt Kerschbaum. Das Teleskop-Ensemble „Atacama Large Millimeter Array“ (ALMA) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in der chilenischen Atacama erlaubt jedoch seit einiger Zeit einen deutlich schärferen Blick auf den Stern.

Girlanden von Gasfetzen

„Jetzt sehen wir tatsächlich das Material, wie es dort wegfliegt. Das zeigt uns Details, die wir bisher gar nicht vermuten konnten: Kleine Bögen, die fast wie Girlanden aussehen, feine Strukturen und auch die Geschwindigkeiten dieser Gasfetzen. Wir sehen wirklich, was da passiert“, sagt der Astronom. Die Bilder sind für die Wissenschaftler auch einigermaßen erstaunlich, denn der Masseverlust von „U Antliae“ vollzieht sich eben keineswegs gleichmäßig, sondern eher in der Art eines stotternden Motors.

„U Antliae“ in Aktion

Video: Franz Kerschbaum, Magdalena Brunner/Universität Wien

„Wir sehen jetzt zum ersten Mal, dass dieser Stern alle paar tausend Jahren eine Art Rauchring herausbläst. Wir können durch diese genauen Messungen auch erkennen, wie viel Masse dort über die Jahrtausende wegfliegt“, so Kerschbaum. Die Menge ist nicht unerheblich: In wenigen Jahren wirft „U Antliae“ nämlich Material aus, das der Masse der Erde entspricht.

Wie der Auswurf funktioniert

So konnte nun eine große Auswurfphase relativ genau datiert werden. Vor rund 2.700 Jahren spuckte der Stern für ein paar hundert Jahre deutlich mehr Kohlenmonoxid aus. Die Überbleibsel dieser Eruption bilden nun einen auf Aufnahmen deutlich sichtbaren Ring.

Theoretische Überlegungen, dass der Ausstoß derart unregelmäßig vor sich gehen könnte, gab es laut Kerschbaum schon seit Jahrzehnten: „Man hat aber nur bei ganz wenigen Objekten Anzeichen dafür gefunden. Unsere Aufnahmen sind dazu jetzt das Beste, was wir bis jetzt haben.“

Der Grund für das Schauspiel liegt darin, dass der Stern im Inneren rascher pulsiert. So dehnt sich seine Atmosphäre aus, was zu einem Abkühlen der äußeren Teile führt. „Dadurch kann dort Staub kondensieren. Der ‚spürt‘ im Gegensatz zum Gas den Strahlungsdruck von innen, beginnt zu beschleunigen und reißt dabei das Gas mit. Diesen ‚Puff‘ bemerken wir dann“, sagte Kerschbaum.

Kosmischer Reigen der Elemente

Die neuen Beobachtungen sind aber nicht nur im Hinblick auf die Zukunft unseres Sonnensystems interessant, sie geben auch Aufschluss über den äußerst langfristigen Kreislauf des Lebens der Himmelskörper. Denn am Ende des Lebenszyklus eines Sterns bilden sich in deren Inneren vermehrt schwerere Elemente, wie etwa Kohlenstoff, Sauerstoff oder Stickstoff.

Die werden in der nächsten Sternengeneration eingebaut und sind dann auch in der kommenden Planetengeneration enthalten, die heranwächst. Kerschbaum: „Versteht man das, kann man natürlich besser abschätzen, wie schnell sich das Universum insgesamt chemisch dorthin verändert, dass es lebensfreundlicherer wird. Der Tod eines Sternes befruchtet quasi die Umgebung.“

science.ORF.at/APA

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