Eta Carinae im Südhimmel-Sternbild Schiffskiel hat immer wieder die Aufmerksamkeit der Astronomen auf sich gezogen. Doch erst vor kurzem hat man ins Innere des Doppelstern-Systems geblickt - mit Infrarotbeobachtungen.

Eta Carinae im Südhimmel-Sternbild Schiffskiel hat in den vergangenen zwei Jahrhunderten immer wieder die Aufmerksamkeit der Astronomen auf sich gezogen. Um 1843 war das extrem massereiche Doppelsternsystem vorübergehend das zweithellste Objekt am irdischen Nachthimmel nach Sirius im Großen Hund, ehe es schließlich für viele Jahrzehnte so weit verblasste, dass es mit bloßem Auge gar nicht mehr erspäht werden konnte. Heute wissen wir, dass dieses ungewöhnliche Verhalten durch einen heftigen Ausbruch des Zentralsterns vor rund 170 Jahren ausgelöst wurde.

Dabei gingen weite Teile seiner äußeren Hülle verloren, die in der Folgezeit das unverändert helle Leuchten des Sterns teilweise verschluckten. Nun hat eine internationale Astronomengruppe erstmals hochauflösende Infrarotbilder von eta Carinae sowie seiner Umgebung aufgenommen. Dadurch haben sie Einblick in die äußerst turbulenten Vorgänge im Zentralbereich des Doppelsternsystems gewinnen können.

Eta Carinae wird von den Astronomen der Klasse der leuchtstarken blauen Veränderlichen zugeordnet. Sie umfasst extrem massereiche Sterne, die bereits den größten Teil ihres ohnehin kurzen, nur wenige Millionen Jahre dauernden Lebens hinter sich haben und unaufhaltsam auf eine finale Supernova zusteuern. Solche Sterne produzieren aufgrund ihrer gewaltigen Masse (die Masse von eta Carinae wird auf etwa 100 Sonnenmassen geschätzt, der Durchmesser auf rund 100 Sonnendurchmesser) in ihrem Innern so viel Energie, dass die brodelnde Sternoberfläche ständig große Mengen an Materie als Sternwind an die Umgebung verliert.

Bei eta Carinae schätzt man, dass es etwa ein Promille der Sonnenmasse pro Jahr sind. Da dieser Materieverlust die weitere Entwicklung des Sterns nachhaltig beeinflusst, sind die Astronomen an einem detaillierten Verständnis der damit verbundenen Prozesse interessiert. Allerdings sind in unserer Galaxis nur wenige derart massereiche Sterne bekannt.

Profitieren von der Doppelstern-Natur des Systems

Im Falle von eta Carinae profitieren die Forscher von der vor einigen Jahrzehnten deutlich gewordenen Doppelstern-Natur des Systems. Der Hauptstern wird alle 5,54 Jahre von einem ebenfalls recht massereichen Stern auf einer langgestreckten Ellipsenbahn umrundet, der seinerseits auch einen starken Sternwind besitzt. Dadurch treffen dort zwei starke Gasströmungen unter sich stetig verändernden Randbedingungen aufeinander: Bei maximalem Abstand, der etwa der Entfernung Sonne-Neptun entspricht, ist der gegenseitige Einfluss viel geringer als bei minimalem Abstand - vergleichbar mit der Entfernung Sonne-Mars. In diesem Fall rast der Sternpartner mit der größten Relativgeschwindigkeit durch den zentralsten Bereich des Sternwinds von eta Carinae. Dann zumindest prallen die beiden Gasströmungen so heftig aufeinander, dass die Gasmassen stark genug aufgeheizt werden, um sogar messbare Röntgenstrahlung zu produzieren.

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Für die jetzt gewonnenen ersten hochauflösenden Infrarotmessungen dieser Wechselwirkungszone zwischen den beiden Sternwinden nutzten die Forschergruppe unter Leitung von Gerd Weigelt vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie ein speziell für die Infrarotstrahlung ausgelegtes Spektro-Interferometer (Amber) am Very Large Telescope Interferometer (VLTI) der europäischen Südsternwarte Eso auf dem 2600 Meter hohen chilenischen Andengipfel Cerro Paranal.

Damit konnten sie nicht nur die Wechselwirkungen zwischen den beiden Sternwinden bei der letzten gegenseitigen Annäherung der Doppelsternpartner im Sommer 2014 verfolgen, sondern auch Spuren früherer Begegnungen der beiden Sterne nachweisen, wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift „Astronomy and Astrophysics“ berichten. Die Aufnahmen offenbaren die Intensität der Strahlung und die Verteilung der Massen und erlauben so auch Einblicke in den Prozess des Materieverlustes bei extrem massereichen Sternen, der die weitere Entwicklung solcher Objekte maßgeblich beeinflusst.