Bildunterschrift: Die Oberfläche von Betelgeuse im nahen Infrarot bei einer Wellenlänge von 1,64 Mikron, erhalten mit dem IOTA-Interferometer (Arizona). Bildnachweis: Copyright 2010 Haubois / Perrin (LESIA, Observatoire de Paris)
Ein internationales Team von Astronomen hat ein beispielloses Bild der Oberfläche des roten Überriesen Betelgeuse im Sternbild Orion erhalten. Das Bild zeigt das Vorhandensein von zwei riesigen hellen Flecken, die einen großen Teil der Oberfläche bedecken. Ihre Größe entspricht dem Abstand Erde-Sonne. Diese Beobachtung liefert den ersten starken und direkten Hinweis auf das Vorhandensein des Konvektionsphänomens, des Wärmetransports durch sich bewegende Materie, in einem anderen Stern als der Sonne. Dieses Ergebnis liefert ein besseres Verständnis der Struktur und Entwicklung von Überriesen.
Betelgeuse ist ein roter Überriese im Sternbild Orion und unterscheidet sich stark von unserer Sonne. Erstens ist es ein riesiger Stern. Wenn es das Zentrum unseres Sonnensystems wäre, würde es sich bis zur Umlaufbahn des Jupiter erstrecken. Es ist 600-mal größer als unsere Sonne und strahlt ungefähr 100.000-mal mehr Energie aus. Mit einem Alter von nur wenigen Millionen Jahren nähert sich der Betelgeuse-Stern bereits dem Ende seines Lebens und ist bald dazu verdammt, als Supernova zu explodieren. Wenn dies der Fall ist, sollte die Supernova auch am helllichten Tag von der Erde aus leicht zu sehen sein.
Aber wir wissen jetzt, dass Betelgeuse einige Ähnlichkeiten mit der Sonne hat, da es auch Sonnenflecken hat. Die Oberfläche hat helle und dunkle Flecken, die eigentlich Regionen sind, die heiße und kalte Flecken auf dem Stern sind. Die Flecken erscheinen aufgrund der Konvektion, d. H. Des Transports von Wärme durch Materieströme. Dieses Phänomen wird jeden Tag in kochendem Wasser beobachtet. Auf der Oberfläche der Sonne sind diese Flecken ziemlich bekannt und sichtbar. Bei anderen Sternen und insbesondere bei Überriesen ist dies jedoch überhaupt nicht der Fall. Die Größe, physikalischen Eigenschaften und Lebensdauer dieser dynamischen Strukturen sind unbekannt.
Betelgeuse ist ein gutes Ziel für die Interferometrie, da es aufgrund seiner Größe und Helligkeit leichter zu beobachten ist. Mit den drei Teleskopen des Interferometers IOTA (Infrared Optical Telescope Array) am Mount Hopkins in Arizona (seitdem entfernt) und des Pariser Observatoriums (LESIA) konnten die Astronomen zahlreiche hochpräzise Messungen durchführen. Diese ermöglichten es, dank zweier Algorithmen und Computerprogrammen ein Bild der Sternoberfläche zu rekonstruieren.
Zwei verschiedene Algorithmen ergaben das gleiche Bild. Einer wurde von Eric Thiebaut vom Astronomischen Forschungszentrum von Lyon (CRAL) erstellt und der andere von Laurent Mugnier und Serge Meimon von ONERA entwickelt. Das endgültige Bild zeigt die Sternoberfläche mit beispiellosen, nie zuvor gesehenen Details. Zwei helle Flecken erscheinen deutlich neben der Mitte des Sterns.
Die Analyse der Helligkeit der Spots zeigt eine Variation von 500 Grad im Vergleich zur Durchschnittstemperatur des Sterns (3.600 Kelvin). Die größte der beiden Strukturen hat ein Dimensionsäquivalent
auf das Viertel des Sterndurchmessers (oder eineinhalb der Erde-Sonne-Entfernung). Dies ist ein deutlicher Unterschied zur Sonne, wo die Konvektionszellen viel feiner sind und kaum 1/20 des Sonnenradius erreichen (einige Erdradien). Diese Eigenschaften sind mit der Vorstellung von durch Konvektion erzeugten Lichtpunkten vereinbar. Diese Ergebnisse sind ein erster starker und direkter Hinweis auf das Vorhandensein von Konvektion auf der Oberfläche eines anderen Sterns als der Sonne.
Die Konvektion könnte eine wichtige Rolle bei der Erklärung des Massenverlustphänomens und der gigantischen Gaswolke spielen, die aus Betelgeuse ausgestoßen wird. Letzteres wurde von einem Team unter der Leitung von Pierre Kervella vom Pariser Observatorium entdeckt (lesen Sie unseren Artikel über diese Entdeckung). Konvektionszellen sind möglicherweise der Ursprung der Heißgasauswürfe.
Die Astronomen sagen, dass diese neue Entdeckung neue Einblicke in übergroße Sterne bietet und ein neues Forschungsfeld eröffnet.
Quellen: Abstract: arXiv, Paper: „Abbildung der fleckigen Oberfläche von Betelgeuse im H-Band“, 2009, A & A, 508, 923 ″. Pariser Observatorium
