Um den roten Riesenstern CW Leonis herum ist etwas Seltsames los (a.k.a. Tief im kohlenstoffreichen Schleier des Sterns haben Astronomen Wasserdampf entdeckt, wo kein Wasser sein sollte.
CW Leonis hat eine ähnliche Masse wie die Sonne, ist jedoch viel älter und viel größer. Es ist der Sonne der nächste rote Riese, und in seinen Todeskämpfen hat es sich in einer rußigen, sich ausdehnenden Wolke aus kohlenstoffreichem Staub versteckt. Dieses Leichentuch macht CW Leonis für das bloße Auge fast unsichtbar, aber bei einigen Infrarotwellenlängen ist es das hellste Objekt am Himmel.
Wasser wurde ursprünglich um CW Leonis im Jahr 2001 entdeckt, als der Submillimeterwellen-Astronomiesatellit (SWAS) die Signatur von Wasser in den kühlen Außenbereichen der staubigen Hülle des Sterns bei einer Temperatur von nur 61 K fand. Es wurde angenommen, dass dieses Wasser Anzeichen für Verdampfung ist Kometen und andere eisige Objekte um den expandierenden Stern. Neue Beobachtungen mit den SPIRE- und PACS-Spektrometern am Herschel-Weltraumobservatorium zeigen, dass etwas viel Überraschenderes vor sich geht.
„Dank der hervorragenden Empfindlichkeit und spektralen Auflösung von Herschel konnten wir mehr als 60 Wasserlinien identifizieren, die einer ganzen Reihe von energetischen Niveaus des Moleküls entsprechen“, erklärt Leen Decin von der Universität Leuven und Leiter der Studie. Die neu detektierten Spektrallinien zeigen an, dass sich der Wasserdampf nicht vollständig in der kalten Außenhülle des Sterns befindet. Ein Teil davon ist viel näher am Stern, wo die Temperaturen 1000 K erreichen.
In der Nähe des Sterns konnten keine eisigen Fragmente existieren, daher mussten Decin und Kollegen eine neue Erklärung für das Vorhandensein des heißen Wasserdampfs finden. Wasserstoff ist in der Hülle aus Gas und Staub, die Kohlenstoffsterne wie CW Leonis umgibt, reichlich vorhanden, aber der andere Baustein von Wasser, Sauerstoff, ist typischerweise in Molekülen wie Kohlenmonoxid (CO) und Siliziummonoxid (SiO) gebunden. Ultraviolettes Licht kann diese Moleküle spalten und ihren gespeicherten Sauerstoff freisetzen, aber rote Riesensterne erzeugen nicht viel UV-Licht, sodass es von einem anderen Ort kommen muss.
Die staubigen Hüllen um Kohlenstoffsterne sind bekanntermaßen klumpig, und dies ist der Schlüssel zur Erklärung des mysteriösen Wasserdampfs. Die fleckige Struktur des Leichentuchs um CW Leonis lässt UV-Licht aus dem interstellaren Raum in die Tiefen der Hülle des Sterns. „UV-Photonen lösen innerhalb der Hülle eine Reihe von Reaktionen aus, die die beobachtete Verteilung von Wasser sowie anderen sehr interessanten Molekülen wie Ammoniak (NH3) hervorrufen können“, sagt Decin. "Dies ist der einzige Mechanismus, der den gesamten Bereich der Wassertemperatur erklärt."
In den kommenden Monaten werden Astronomen diese Hypothese testen, indem sie Herschel verwenden, um nach Beweisen für Wasser in der Nähe anderer Kohlenstoffsterne zu suchen.
