Das Very Large Telescope Interferometer (VLTI) der ESO hat den größten gelben Stern entdeckt – und einen der zehn größten bisher bekannten Sterne überhaupt. Es hat sich herausgestellt, dass dieser Hyperriese einen Durchmesser von mehr als dem 1300-fachen des Sonnendurchmessers aufweist und Teil eines Doppelsternsystems ist. Der zweite Stern befindet sich so nah am Hauptstern, dass er ihn berührt. Beobachtungen, die sich über 60 Jahre erstreckten – einige von Amateurastronomen stammend – weisen darauf hin, dass dieses seltene und bemerkenswerte Objekt sich rapide verändert und sich heute in einer nur sehr kurzen Phase seines Lebens befindet.

Mit dem Very Large Telescope Interferometer (VLTI) der ESO haben Olivier Chesneau vom Observatiore de la Côte d’Azur in Nizza (Frankreich) und sein internationales Team herausgefunden, dass der gelbe Hyperriesenstern HR 5171 A [1] einfach riesig ist – mit einem verglichen mit der Sonne 1300-fach größeren Durchmesser ist er viel größer als erwartet [2]. Das macht ihn zum größten bekannten gelben Stern überhaupt. Er zählt außerdem zu den zehn größten bekannten Sternen – 50% größer als der berühmte rote Überriese Beteigeuze und etwa eine Million mal heller als die Sonne.

„Die neuen Beobachtungen haben auch gezeigt, dass dieser Stern einen sehr nahen Doppelsternpartner hat, was eine ziemliche Überraschung war”, erklärt Chesneau. „Die beiden Sterne stehen so nah beieinander, dass sie sich berühren, so dass das gesamte System einer riesigen Erdnuss ähnelt.”

Die Astronomen bedienten sich einer Technik namens Interferometrie, um das einfallende Licht mehrerer einzelner VLT-Teleskope zu kombinieren und so effektiv ein riesiges Teleskop mit einem Durchmesser von bis zu 140 Metern zu schaffen. Die neuen Ergebnisse veranlassten die Wissenschaftler dazu, auch ältere Beobachtungen des Sterns, die mehr als 60 Jahre abdecken, nochmals zu untersuchen, um zu betrachten wie der Stern sich in der Vergangenheit verhalten hat  [3].

Gelbe Hyperriesen sind sehr selten. Nur zwölf davon sind in unserer Milchstraße überhaupt bekannt – das bekannteste Beispiel ist Rho Cassiopeiae. Sie gehören zu den größten und hellsten bekannten Sternen und befinden sich in einer Lebensphase, in der sie instabil sind und sich sehr schnell verändern. Aufgrund dieser Instabilität stoßen gelbe Hyperriesen Materie ab, wodurch eine ausgedehnte Atmosphäre um den Stern entsteht.

Trotz einer Entfernung von fast 12.000 Lichtjahren von der Erde kann dieses Objekt gerade noch mit bloßem Auge [4] gesehen werden, wenn man sehr scharfsichtig ist. Es hat sich herausgestellt, dass HR 5171 A über die letzten 40 Jahre immer größer geworden ist. Seine Entwicklung wurde nun in Aktion eingefangen: Nur einige wenige Sterne werden in dieser kurzen Phase beobachtet, in der sie dramatische Temperaturveränderungen während ihrer schnellen Entwicklung durchmachen.

Durch die Analyse von Daten zu Helligkeitsänderungen des Sterns mit Hilfe von Beobachtungen von anderen Observatorien, konnten die Astronomen bestätigen, dass es sich bei dem Objekt um ein Doppelsternsystem handelt, bei dem der kleinere Partner auf seiner Umlaufbahn vor und hinter dem größeren Stern vorbeiläuft. Im Fall von HR 5171 A dauert ein Umlauf 1300 Tage. Der kleinere Begleitstern ist nur etwas heißer als die Oberflächentemperatur von HR 5171 A von 5000 Grad Celsius.

Chesneau sagt abschließend: „Der Begleitstern, den wir gefunden haben, ist sehr wichtig, da er das Schicksal von HR 5171 A beeinflussen kann, indem er zum Beispiel dessen äußere Schicht abzieht, und somit seine Entwicklung ändert.”

Diese neue Entdeckung hebt die Bedeutung der Untersuchung dieser riesigen und kurzlebigen gelben Hyperriesen hervor und könnte ein Mittel zum Verständnis von Entwicklungsprozessen massereicher Sterne im Allgemeinen darstellen.

Endnoten

[1] Der Stern ist auch unter den Namen V766 Cen, HD 119796 und HIP 67261 bekannt.

[2] Vergleichbare Objekte scheinen alle rote Überriesen zu sein, die den 1000-1500-fachen Durchmesser der Sonne erreichen und deren Anfangsmasse nicht das 20-25-fache der Sonnenmasse überschreitet. Zu erwarten war, dass der Radius eines gelben Superriesen nicht größer als der 400-700-fache Sonnenradius ist.

[3] Spektraldaten wurden mit dem Anglo Australian Telescope des University College London Echelle Spectrograph (UCLES) am South African Astronomical Observatory (SAAO) und PUCHEROS der Pontificia Universidad de Chile (PUC) gewonnen. Hinzu kommen koronagrafische Beobachtungen mit dem Near-Infrared Coronagraphic Imager (NICI) am Gemini-South-Teleskop. Die untersuchten photometrischen Archivdaten beinhalteten Infrarotphotometrie vom South African Astronomical Observatory im Zeitraum von 1975 bis 2013 und andere Datensätze von 1983 bis 2002, darunter einige Amateuraufnahmen. Die Übereinstimmung der Ergebnisse mit denen des Amateurastronomen Sebastian Otero (2000-2013) wird von Autoren als exzellent bezeichnet und zeigt die Qualität dieser Amateuraufnahmen.

[4] Die scheinbare Helligkeit von HR 5171 A scheint zwischen 6,1 und 7,3 zu schwanken und ist im Sternbild Centaurus (der Zentaur) zu sehen. 

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HR 5171 A, der hellste Stern ein Stück weit unter der Mitte dieser Weitfeldaufnahme, ist ein gelber Hyperriese. Dabei handelt es sich um eine sehr seltene Art von Stern, von denen nur zwölf in unserer Milchstraße bekannt sind. Er ist 1300 Mal größer als die Sonne – einer der zehn größten bekannten Sterne. Durch Beobachtungen mit dem Very Large Telescope Interferometer der ESO hat sich herausgestellt, dass es sich dabei eigentlich um ein Doppelsternsystem handelt, bei dem der Begleitstern den Hauptstern berührt.

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