Sterne werden gegen Ende ihres Lebens ziemlich schlampig. Mit jedem Pulsieren stößt der sterbende Stern Gasklumpen in den Weltraum aus, die schließlich zu einer neuen Generation von Sternen und Planeten recycelt werden. Es ist jedoch schwierig, all das verlorene Material zu berücksichtigen. Wie der Versuch, eine Rauchwolke neben einem Stadionscheinwerfer zu sehen, ist es eine große Herausforderung, diese dünnen Schichten aus Sternmaterial zu beobachten, die direkt über der Oberfläche des Sterns wirbeln. Mit einer innovativen Technik zur Abbildung des Sternenlichts, das von interstellaren Körnern gestreut wird, ist es Astronomen endlich gelungen, Staubwellen von sterbenden Sternen zu sehen!
Die Sterne - W Hydra, R Doradus und R Leonis - sind allesamt sehr variable rote Riesen, Sterne, die keinen Wasserstoff mehr in ihren Kernen verschmelzen, sondern schwerere Elemente bilden. Jedes ist vollständig von einer sehr dünnen Staubhülle umgeben, die höchstwahrscheinlich aus Mineralien wie Forsterit und Enstatit besteht. Diese Körner können sich erst bilden, wenn die Rohstoffe in einiger Entfernung vom Stern geflossen sind. In Abständen, die ungefähr der Größe des Sterns selbst entsprechen, hat sich das Gas so weit abgekühlt, dass Atome zusammenkleben und komplexere Verbindungen bilden können. Mineralien wie diese werden Asteroiden und möglicherweise felsige Planeten wie die Erde im kontinuierlichen Kreislauf von Tod und Wiedergeburt in der Galaxis säen.
Das Papier, das diese Entdeckung beschreibt, wurde in die Zeitschrift aufgenommen Naturfinden Sie hier.
Die Astronomen, die kürzlich über diese Entdeckung berichteten, verwendeten das acht Meter breite Very Large Telescope in der chilenischen Atacama-Wüste - und eine Reihe cleverer Werkzeuge -, um die subtilen Reflexionen dieser Staubschalen herauszufiltern. Der Trick, um zu sehen, wie Licht von interstellaren Staubpartikeln reflektiert wird, besteht darin, eine der Welleneigenschaften des Lichts auszunutzen. Stellen Sie sich vor, Sie hätten ein Seil: Ein Ende liegt in Ihrer Hand, das andere an einer Wand. Du fängst an, mit deinem Ende zu wackeln und Wellen wandern die Schnur hinunter. Wenn Sie Ihren Arm auf und ab bewegen, stehen die Wellen senkrecht zum Boden. Wenn Sie Ihren Arm von einer Seite zur anderen bewegen, sind sie parallel dazu. Die Ausrichtung dieser Wellen wird als "Polarisation" bezeichnet. Wenn Sie die Dinge durcheinander bringen, indem Sie ständig die Richtung ändern, in die Ihr Arm schwingt, ist die Ausrichtung der Wellen ähnlich verwirrt. Das Seil würde in alle Richtungen springen. Ohne eine bevorzugte Bewegungsrichtung werden die Seilwellen als "unpolarisiert" bezeichnet.
Lichtwellen, die von der Oberfläche des Sterns ausgestrahlt werden, sind genau wie das Schleudern Ihres chaotischen Seils. Die Schwingungen in den elektrischen und magnetischen Feldern, aus denen sich die sich ausbreitende Lichtwelle zusammensetzt, haben keine bevorzugte Bewegungsrichtung - sie sind unpolarisiert. Wenn jedoch Licht von einem Staubkorn reflektiert wird, fällt all diese Verwirrung weg. Die Wellen schwingen jetzt ungefähr in die gleiche Richtung, als ob Sie sich entschieden hätten, das Seil nur auf und ab zu hüpfen. Astronomen nennen dieses Licht „polarisiert“.
Ein Polarisationsfilter lässt nur Licht mit einer bestimmten Ausrichtung durch. Halten Sie es in eine Richtung, und nur „vertikal polarisiertes“ Licht - Licht, bei dem das elektrische Feld auf und ab schwingt - wird durchgelassen. Drehen Sie den Filter um 90 Grad, und Sie übertragen nur "horizontal polarisiertes" Licht. Wenn Sie eine polarisierende Sonnenbrille haben, können Sie dies selbst versuchen, indem Sie die Brille drehen und beobachten, wie die Szene durch die Linsen heller und dunkler wird. Dies ist auch eine schöne Demonstration, wie unsere Atmosphäre einfallendes Sonnenlicht polarisiert.
Eine Staubschale um einen Stern polarisiert das Licht, das von ihm reflektiert wird. So wie der Himmel beim Drehen Ihrer Sonnenbrille heller und dunkler wird, zeigt ein Blick auf einen solchen Stern durch unterschiedlich ausgerichtete Polarisationsfilter einen Lichthof aus polarisiertem Licht, der ihn umgibt. Die unterschiedlichen Ausrichtungen zeigen unterschiedliche Segmente des Halos. Durch die Kombination von polarimetrischen Beobachtungen mit Interferometrie - dem Zusammenschlagen von Lichtwellen von weit voneinander entfernten Stellen auf einem Teleskopspiegel zu sehr hochauflösenden Bildern - zeigt sich ein dünner Ring aus gestreutem Licht um diese drei Sterne.
Diese neuen Beobachtungen stellen einen Meilenstein in unserem Verständnis nicht nur des Endspiels eines Sterns dar, sondern auch der folgenden Produktion von interstellarem Staub. Wie die Schornsteine großer Fabriken vertreiben rote Riesensterne einen Ruß Mineralien in den Weltraum, der von Sternwinden in die Höhe getragen wird. Bei sorgfältiger Beobachtung können solche Ergebnisse dazu beitragen, den Tod einer Generation von Sternen mit der Geburt einer anderen zu verbinden. Wenn wir die Geheimnisse der Kornbildung im Weltraum aufdecken, kommen wir der Zusammenstellung der vielen Schritte, die vom Sterntod zur Schaffung felsiger Planeten wie unserer führen, einen Schritt näher.
