Tanz mit dem Feind

Beim Testen eines neuen Subsystems von SPHERE, dem Instrument zur Planetensuche am Very Large Telescope der ESO, konnten Astronomen beeindruckende Details der turbulenten Wechselwirkungen im Doppelstern R Aquarii mit beispielloser Präzision erfassen – selbst im Vergleich zu Beobachtungen mit Hubble. Dieses Bild stammt aus den SPHERE/ZIMPOL-Beobachtungen von R Aquarii und zeigt den Doppelstern selbst sowie die Materiejets, die von dem Sternenpaar ausgehen. Herkunftsnachweis: ESO/Schmid et al.

Beim Testen eines neuen Subsystems von SPHERE, dem Instrument zur Planetensuche am Very Large Telescope der ESO, konnten Astronomen beeindruckende Details der turbulenten Wechselwirkungen im Doppelstern R Aquarii mit beispielloser Präzision erfassen – selbst im Vergleich zu Beobachtungen mit Hubble.

Dieses spektakuläre Bild – die zweite Folge der R Aquarii-Woche der ESO – liefert detaillierte Einblicke in das dramatische Sternenduo, den Doppelstern R Aquarii. Obwohl die meisten Doppelsterne durch die Schwerkraft einen eleganten Walzer aufführen, ist die Beziehung zwischen den Sternen von R Aquarii weit weniger friedlich. Trotz seiner winzigen Größe entzieht der kleinere der beiden Sterne dieses Paares seinem sterbenden Begleiter – einem Roten Riesen – ständig Material.

Jahrelange Beobachtungen haben die besondere Geschichte hinter dem Doppelstern R Aquarii enthüllt, der im Zentrum dieses Bildes zu sehen ist. Der größere der beiden Sterne, der rote Riese, gehört zur Klasse der Sterne, die als Mira-Veränderliche bekannt ist.

Am Ende ihres Lebens beginnen diese Sterne zu pulsieren und werden 1000 mal so hell wie die Sonne, wenn sich ihre äußeren Hüllen ausdehnen und in die Leere des Alls geworfen werden.

Der Todeskampf dieses riesigen Sterns ist bereits dramatisch, aber der Einfluss des begleitenden Weißen Zwergsterns verwandelt diese spannende astronomische Konstellation in ein dunkles kosmisches Schauspiel.

Der Weiße Zwerg – der kleiner, dichter und viel heißer ist als der Rote Riese – entzieht seinem größeren Gefährten Material aus den äußeren Schichten. Die von diesem sterbenden Riesen abgeworfenen Jets aus Sternenmaterial ragen hier von R Aquarii nach außen hinaus.

Gelegentlich sammelt sich auf der Oberfläche des Weißen Zwerges genügend Material an, um eine thermonukleare Nova-Explosion auszulösen, ein gewaltiges Ereignis, das eine große Menge an Material in den Weltraum wirft. Die Überreste vergangener Nova-Ereignisse sind in dem schwachen Gasnebel zu sehen, der auf diesem Bild von R Aquarii ausgeht.

R Aquarii liegt nur 650 Lichtjahre von der Erde entfernt – astronomisch gesehen ein naher Nachbar – und ist einer der symbiotischen Doppelsterne, die der Erde am nächsten sind. Aus diesem Grund hat dieser faszinierende Doppelstern seit Jahrzehnten besondere Aufmerksamkeit von den Astronomen erhalten.

Die Aufnahme eines Bildes der unzähligen Merkmale von R Aquarii war für Astronomen eine perfekte Möglichkeit, die Fähigkeiten des Zurich IMaging Polarimeter (ZIMPOL) zu testen, einer Komponente des Planetensuchgeräts SPHERE. Die Ergebnisse übertrafen jenen von Beobachtungen aus dem Weltraum – das hier gezeigte Bild ist noch schärfer als die Beobachtungen des berühmten NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops.

SPHERE wurde in jahrelanger Studien- und Konstruktionsarbeit entwickelt, um sich auf eines der anspruchsvollsten und spannendsten Gebiete der Astronomie zu konzentrieren: die Suche nach Exoplaneten.

Durch den Einsatz eines hochmodernen adaptiven Optiksystems und spezieller Instrumente wie ZIMPOL kann SPHERE die anspruchsvolle Aufgabe der Direktabbildung von Exoplaneten erfüllen. Die Fähigkeiten von SPHERE sind jedoch nicht auf die Jagd nach schwer zu findenden Exoplaneten beschränkt. Das Instrument kann auch zum Studium einer Vielzahl astronomischer Quellen verwendet werden – wie dieses faszinierende Bild der stellaren Besonderheiten von R Aquarii zeigt.

Diese Forschung wurde in der Arbeit „SPHERE / ZIMPOL observations of the symbiotic system R Aqr I. Imaging of the stellar binary and the innermost jet clouds“ von H. M. Schmid et. al vorgestellt, die in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde.

Das Team bestand aus H. M. Schmid (ETH Zürich, Institut für Astronomie, Schweiz), A. Bazzon (ETH Zürich, Institut für Astronomie, Schweiz), J. Milli (European Southern Observatory), R. Roelfsema (NOVA Optical Infrared Instrumentation Group bei ASTRON, Niederlande), N. Engler (ETH Zürich, Institut für Astronomie, Schweiz), D. Mouillet (Université Grenoble Alpes und CNRS, Frankreich), E. Lagadec (Université Côte d'Azur, Frankreich), E. Sissa (INAF und Dipartimento di Fisica e Astronomia „G. Galilei“ Universitá di Padova, Italien), J.-.F. Sauvage (Aix Marseille Univ, Frankreich), C. Ginski (Leidener Sternwarte und Anton Pannekoek Astronomisches Institut, Niederlande), A. Baruffolo (INAF), J.L. Beuzit (Université Grenoble Alpes and CNRS, Frankreich), A. Boccaletti (LESIA, Observatoire de Paris, Frankreich), A. J. Bohn (ETH Zürich, Institut für Astronomie, Schweiz), R. Claudi (INAF, Italien), A. Costille (Aix Marseille Univ, Frankreich), S. Desidera (INAF, Italien), K. Dohlen (Aix Marseille Univ, Frankreich), C. Dominik (Anton Pannekoek Astronomisches Institut, Niederlande), M. Feldt (Max-Planck-Institut für Astronomie, Deutschland), T. Fusco (ONERA, Frankreich), D. Gisler (Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik, Deutschland), J.H. Girard (Europäisches Südobservatorium), R. Gratton (INAF, Italien), T. Henning (Max-Planck-Institut für Astronomie, Deutschland), N. Hubin (Europäisches Südobservatorium), F. Joos (ETH Zürich, Institut für Astronomie, Schweiz), M. Kasper (European Southern Observatory), M. Langlois (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon und Aix Marseille Univ, Frankreich), A. Pavlov (Max-Planck-Institut für Astronomie, Deutschland), J. Pragt (NOVA Optical Infrared Instrumentation Group bei ASTRON, Niederlande), P. Puget (Université Grenoble Alpes, Frankreich), S.P. Quanz (ETH Zürich, Institute for Astronomy, Switzerland), B. Salasnich (INAF, Italien), R. Siebenmorgen (European Southern Observatory), M. Stute (Simcorp GmbH, Deutschland), M. Suarez (European Southern Observatory), J. Szulagyi (ETH Zürich, Institut für Astronomie, Schweiz), C. Thalmann (ETH Zürich, Institut für Astronomie, Schweiz), M. Turatto (INAF, Italien), S. Udry (Observatorium Genf, Schweiz), A. Vigan (Aix Marseille Univ, Frankreich) und F. Wildi (Observatorium Genf, Schweiz).

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Die Organisation hat 16 Mitgliedsländer: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Irland, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Hinzu kommen das Gastland Chile und Australien als strategischer Partner. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist außerdem einer der Hauptpartner bei zwei Projekten auf Chajnantor, APEX und ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das Extremely Large Telescope (ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Markus Nielbock
ESO Science Outreach Network – Haus der Astronomie
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Dies ist eine Übersetzung der ESO-Pressemitteilung eso1840.

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