Dienstag, 24. März 2015

Seltene Sternenkarambolage erklärt mysteriösen "neuen Stern" im Jahre 1670


Diese Karte von Hevelius von der Royal Society in England in deren Zeitschrift "Philosophical Transactions" veröffentlicht und zeigt die Position der Nova (roter Kreis), die im Jahr 1670 auftauchte (rot markiert). | Copyright/Quelle: Royal Society

Bonn (Deutschland) - Seit 1670 Astronomen einen "neuen" Stern am Himmel beobachtet hatten, rätseln Wissenschaftler über eine Erklärung für das mysteriöse Himmelsphänomen im Sternbild Schwan. Während bislang davon ausgegangen wurde, dass es sich um eine gewöhnliche Nova handelte, konnten Astronomen nun nachweisen, dass der Grund ein viel selteneres Phänomen in Form einer heftigen Karambolage zwischen zwei Sternen war. Während der ursprüngliche Ausbruch im so heftig war, dass er leicht mit bloßem Auge am Himmel erkannt werden konnte, sind die heute noch vorhandenen Spuren nur noch so schwach, dass es einer sorgfältigen Analyse von Beobachtungen mit Submillimeterteleskopen bedurfte, bevor das Rätsel nach über 340 Jahren gelöst werden konnte.

Wie die Forscher um Tomasz Kaminski Max-Planck-Instituts für Radioastronomie aktuell im Fachjournal "Nature" (DOI: 10.1038/nature14257) berichten, gelang ihnen die Beobachtung mit dem APEX-Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO), dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg und weiteren Observatorien.


Dokumentiert wurde der "neue" Stern im Jahr 1670 von einigen der größten Astronomen der Geschichte, darunter Cassini und Hevelius, dem Vater der Karthographie des Mondes. Bis heute ist das Ereignis Astronomen unter dem Namen "Nova Vul 1670" bekannt. "Historische Aufzeichnungen von Nova-Ausbrüchen sind selten und für die moderne Astronomie von großem Interesse. Nova Vul 1670 gilt sowohl als die älteste überlieferte Nova, als auch als lichtschwächste Nova, nachdem sie später wiederentdeckt wurde", erläutert die ESO-Pressemitteilung.


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Nachdem das Objekt anno 1670 zunächst leicht mit bloßen Auge am Himmel sichtbar war und in den kommenden Jahren Helligkeitsschwankungen aufzeigte, verschwand das Objekt und erschien danach zweimal wieder am Himmel, bevor es endgültig verschwand. Obwohl die Aufzeichnungen das Phänomen für die damalige Zeit überraschend gut dokumentierten, fehlte auch den besten Astronomen dieser Zeit einfach die Ausrüstung, um die eigenartigen Eigenschaften dieser scheinbaren Nova erklären zu können.

Während des 20. Jahrhunderts kamen die Astronomen zu dem Schluss, dass die meisten Novae als explosive Ausbrüche in engen Doppelsternsystemen erklärt werden können. Das Verhalten von Nova Vul 1670 war mit diesem Modell jedoch nicht vernünftig zu erklären und blieb ein Rätsel.


"Auch mit der ständig wachsenden Empfindlichkeit von astronomischen Fernrohren war es lange Zeit unmöglich, überhaupt eine Spur dieses Ereignisses an der entsprechenden Stelle am Himmel nachzuweisen", so die ESO und führt weiter aus: "Erst in den 1980er Jahren gelang es einem Team von Astronomen, einen schwachen Nebel in der Umgebung der Ausbruchsstelle zu lokalisieren. Während diese Beobachtung eine verlockende Verbindung zu dem Ereignis von 1670 darstellt, trägt sie doch wenig bei zur Aufklärung der wahren Natur von dem, was vor über 300 Jahren am Himmel über Europa zu sehen war."


Die Astronomen um Kaminski haben das Gebiet nun in Submillimeter- und Radiowellenlängen untersucht und dabei entdeckt, dass die gesamte Umgebung dieses Überrests in ein kühles Gas eingebettet ist, das eine Vielzahl von Molekülen in ungewöhnlicher chemischer Zusammensetzung enthält.



Die Überreste des "neuen" Sterns von 1670 in aus der Sicht moderner Instrumente. Das Bild zeigt eine Kombination aus Aufnahmen im Bereich des sichtbaren Lichts durch das Gemini-Teleskop (blau), einer Karte im Submillimeterbereich durch das SMA (grün), die den Staub zeigt, und einer Karte der molekularen Emission, entstanden mit APEX und SMA (rot), zusammengesetzt. | Copyright/Quelle: ESO/T. Kamiński

Anhand der Analysen zur chemischen Zusammensetzung sowie der Häufigkeitsverhältnisse unterschiedlicher Isotope in dem Gas konnten die Astronomen nun den Aufbau dieser Region ziemlich genau beschreiben und so abschätzen woher das Material stammt.


Demnach ist die Masse des kalten Gases zu groß, um in einem Nova-Ausbruch entstanden zu sein. "Dazu sind auch die im Bereich von Nova Vul 1670 gemessenen Isotopenverhältnisse unterschiedlich zu dem, was man von einer Nova erwarten würde."


Die Astronomen sehen in der eindrucksvollen Kollision zweier Sterne, die leuchtkräftiger ausfällt als der Ausbruch einer Nova, aber weniger leuchtkräftig als eine Supernova, als beste Erklärung für die Beobachtungsdaten: "Die entsprechenden Sterne werden als Red Transients bezeichnet. Es handelt sich dabei um ein sehr seltenes Ereignis, bei dem ein Stern aufgrund des Zusammenstoßes mit einem weiteren Stern explodiert. Es wird Materie in die Umgebung hinausgeschleudert und es verbleibt ein nur schwach leuchtender Überrest, eingebettet in eine kalte Hülle aus Molekülen und Staub. Diese erst seit kurzem bekannte Art von explosiven Sternen kann die Beobachtungsergebnisse von Nova Vul 1670 fast perfekt erklären."


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