Abenteuer Astronomie

Hubble-Weltraumteleskop fotografiert Schalen um Kohlenstoffsterne

Wenn ein Stern am Ende seines Lebens den sogenannten asymptotischen Riesenast des Hertzsprung-Russell-Diagramms erreicht, was allen Sternen bis 10 Sonnenmassen widerfährt, dann erleben sie einen starken Massenverlust von ihren Oberflächen. Was diesen jedoch antreibt, wie er von der Masse abhängt und sich mit der Zeit entwickelt, ist noch kaum bekannt – bedauerlich, da auf diesem Wege unter anderem die Chemie des interstellaren Mediums angereichert und natürlich die weitere Entwicklung des Sterns beeinflusst wird.

Ein Hubble-ACS-Bild der Hülle des Kohlenstoffsterns U Cam, der selbst von einer Koronographenblende abgedeckt ist (eine zweite Blende verursacht die kleine Abschattung oben rechts). Das Bildfeld ist 20″ groß. [Olofsson et al.]

Da ist es hilfreich, wenn der Massenverlust zu klar erkennbaren Strukturen führt: Eine besondere davon sind die »dünnen abgelösten Schalen«, wie man sie um einige wenige Kohlenstoffsterne gefunden hat. Hier ist offenbar Masse schubweise abgestoßen worden und dann mit dem interstellaren Medium bzw. früherem Sternwind kollidiert. Zwei dieser Sterne, R Sculptoris und U Camelopardalis, hat das Hubble Space Telescope bereits Ende 2004 bis Anfang 2005 mit der Advanced Camera for Surveys im koronographischen Modus aufgenommen: Die abgelösten Schalen sind extrem lichtschwach und überhaupt nur klar zu erkennen, wenn der Stern selbst abgedeckt wird, und die Bildverarbeitung zog sich hin. Die Schale um R Scl misst 40″ und wurde vor etwa 1700 Jahren abgestoßen, diejenige um U Cam – 700 Jahre alt – hat nur einen Durchmesser von 15″ und einen schärfer bestimmten Rand. Dass man die dünnen Gasschalen, die selbst nicht leuchten, überhaupt sieht, liegt an etwas eingebettetem Staub, der das Licht der Sterne reflektiert.

Er zeichnet sowohl eine klumpige Struktur der Schalen – vermutlich durch Wechselwirkung mit dem interstellaren Medium und resultierende Instabilitäten – wie auch ihren scharfen Rand nach, der nur 1/20 bis 1/10 des Durchmessers der Schalen dick ist. Offenbar ist die Rate des Massenverlusts plötzlich und nur 50 bis 100 Jahre lang um einen Faktor 10 und mehr angestiegen, wobei er in alle Richtungen genau gleich stark war: eine wesentliche Erkenntnis aus den mühsamen Hubble-Beobachtungen.

Daniel Fischer