Blaue Sterne pulsieren am Himmel

FAU-Astronomin entdeckt neue Klasse veränderlicher Zwergsterne

Im Nirgendwo der chilenischen Atacama-Wüste überwacht ein polnisches Forscherteam mit einem automatisierten Spiegelteleskop Nacht für Nacht Millionen von Himmelskörpern. Im Jahr 2013 wurden die Forscher überrascht, als sie dabei Sterne entdeckten, deren Helligkeit sich schneller änderte als erwartet. In den Folgejahren untersuchten Wissenschaftler, darunter die Astronomin Dr. Marilyn Latour von der Dr. Remeis-Sternwarte in Bamberg, dem astronomischen Institut der FAU, die Sterne näher und stellten fest, dass sie eine neue Sternenklasse entdeckt haben. Die Ergebnisse wurden nun in der renommierten Fachzeitschrift Nature Astronomy (DOI: 10.1038/s41550-017-0166) veröffentlicht.

Sterne verändern ihre Helligkeit

Es gibt viele Klassen von Sternen, deren Helligkeit periodisch variiert. Im Gegensatz zu unserer Sonne sind diese Sterne nicht stabil, sondern haben eine schwingende Oberfläche. Das heißt, sie dehnen sich um wenige Prozent aus und ziehen sich wieder zusammen. Gut bekannte Beispiele für derartige pulsierende Sterne sind Cepheiden oder RR-Lyrae-Sterne, deren Schwingungsperioden von ein paar Stunden bis hin zu hunderten von Tagen reichen.

Die Forscher haben nun über ein Dutzend Sterne entdeckt, deren Helligkeitsschwankungen auf den ersten Blick denen der Cepheiden oder RR-Lyrae-Sternen ähneln. Allerdings sind die Zeitabstände von 20 bis 40 Minuten viel kürzer und ihre Farbe viel blauer – ein Indiz dafür, dass die neu entdeckten Sterne heißer und kompakter sein müssen. Diese Eigenschaften sind auch der Hintergrund für den vorgeschlagenen Namen der neuen Sternenklasse: BLAPs – Blue Large-Amplitude Pulsators.

Die Natur der neuen Sternenklasse

Die Natur der Sterne gab den Forschern zunächst Rätsel auf. So vermuteten die Astronomen, dass es sich bei den BLAPs um heiße Zwergsterne handeln könnte, da diese ähnliche Schwingungsperioden aufweisen. Heiße Zwergsterne sind alte Sterne nahe dem Ende des Sternenlebens. Sie beziehen ihre Energie aus der thermonuklearen Fusion von Helium zu Kohlenstoff im Gegensatz zu unserer Sonne, die in ihrer heutigen, viel früheren Lebensphase die Fusion von Wasserstoff zu Helium nutzt.

Um herauszufinden, ob es sich bei BLAPs tatsächlich um heiße Zwergsterne handelt, machten die Forscher mit den größten Teleskopen der Welt spektroskopische Aufnahmen. Mit den beiden Teleskopen Gemini und Magellan, die ebenfalls in der Atacama-Wüste aufgestellt sind, gelang es den Astronomen, geeignete Spektren der BLAPs aufzunehmen. Latour analysierte diese anhand physikalisch-numerischer Modelle. Dabei stellte sie fest, dass die Helligkeitsvariationen der BLAPs auf Temperaturschwankungen zurückzuführen sind und ihre Oberflächentemperatur etwa fünf Mal höher ist als die der Sonne – was typisch für Zwergsterne ist.

Die BLAPs erwiesen sich aber als erheblich größer als heiße Zwergsterne. Es muss sich also um eine Klasse bisher unbekannter Sterne handeln, die den heißen Zwergsternen zwar ähneln, aber viel stärker ausgedehnte Hüllen aufweisen. Warum die BLAPs wie Cepheiden schwingen und warum sie derart aufgeblasen sind, bleibt vorerst ein Rätsel – ebenso wie ihre Entstehungsgeschichte. Das Mysterium des Ursprungs der BLAPs gilt es in Zukunft zu lösen.

Weitere Informationen:

Dr. Marilyn Latour
Tel.: 0951/95222-16
marilyn.latour@fau.de