Spektraluntersuchungen (Spitzer Space Telecope)

Notizen:

This graph of data from multiple telescopes shows the distribution of light from a pair of stars known as Epsilon Aurigae. For centuries, astronomers had not been able to figure out the nature of this "eclipsing binary system," in which a bright naked-eye star is eclipsed by a companion object every 27 years. Data from NASA's Spitzer Space Telescope are pointing to a solution to this age-old riddle. The Spitzer data, shown in bright yellow and orange, provide the missing puzzle pieces need to fit all the data on the star together into a neat model. The blue data show ultraviolet observations, and the light yellow/green data are from visible-light telescopes. The blue data show light from the companion object, a so-called B star, while the light yellow data show light from the main bright star, called an F star. The orange and bright yellow data from Spitzer show light from the F star and a dusty disk that is surrounding the B-star. The new model indicates that the F star is not a supergiant as a favored theory had proposed but a dying star with a lot less mass. Astronomers using NASA's Spitzer Space telescope have found a likely solution to a centuries-old riddle of the night sky. Every 27 years, a bright star called Epsilon Aurigae fades over period of two years, then brightens back up again. Though amateur and professional astronomers have observed the system extensively, the nature of both the bright star and the companion object that periodically eclipses it have remained unclear. The companion is known to be surrounded by a dusty disk, as illustrated in this artist's concept. Data from Spitzer turned out to be the missing puzzle piece. Spitzer's infrared vision revealed the size of the dusty disk that swirls around the companion object. When astronomers plugged this size information into a model of the system, they were able to rule out the theory that the main bright star is a supergiant. Instead, it is a bright star with a lot less mass. The new model also holds that the companion object is a so-called "B star" circled by a dusty disk.

Kann man aus diesem Spektrum auf das Innenleben von Epsilon Aurigae schließen? Vom Ultravioletten (blauer Kurvenzug) über das sichtbare Licht bis zu neuen Messungen des Spitzer Space Telescope bei sehr langen Wellen (Datenpunkte rechts) reicht dieses Gesamtspektrum des mysteriösen Sternsystems, das durch Emission eines - mit dem bloßen Auge sichtbaren - F-Sterns mit nur geringer Masse sowie eines leuchtschwachen B-Sterns als Begleiter und einer Staubscheibe um diesen herum erklärt werden kann. [NASA/JPL-Caltech/D. Hoard]Um den Jahreswechsel hat der sonst 3.0m helle Stern Epsilon Aurigae sein Helligkeitsminimum von etwa 3.8m erreicht, das er bis Anfang 2011 halten sollte: Für diese nur alle 27 Jahre eintretenden großen Verfinsterungen ist eine große Staubscheibe um einen oder mehrere Begleiter verantwortlich, aber die meisten Details des Sternsystems waren lange unklar.

Inbesondere müsste der helle Stern seinem Spektrum nach ein Überriese der Spektralklasse F mit der 15- bis 20-fachen Masse der Sonne und ihrem 300-fachen Durchmesser sein, doch dann müsste man ein kompliziertes Szenario mit mindestens einem Doppelstern in der Staubscheibe annehmen, um ein stabiles System zu erhalten und den Verlauf der Verfinsterungen zu erklären. Ein neues Spektrum des Spitzer Space Telescope (Abb.) wird nun als Beleg für eine alternative Deutung präsentiert: Danach ist der F-Stern wesentlich masseärmer und hat selbst von seinen ursprünglichen 10 Sonnenmassen schon das meiste verloren. Mit jetzt nur noch 2 bis 3 Sonnenmassen (aber immer noch 300 Sonnendurchmessern) ist er ein Post-AGB-Stern am Ende seiner Entwicklung und sogar masseärmer als der - eine - Begleiter, ein B-Stern mit 6 Sonnenmassen, der jetzt keine Probleme mehr hat, die verfinsternde Staubscheibe von weniger als einer Sonnenmasse stabil zu halten. Noch gibt es Widerspruch gegen diese drastische Revision der Eigenschaften des F-Sterns, und Beobachtungen während seiner laufenden Bedeckung des F-Sterns und bei seinem Austritt im ersten Quartal 2011 sollten es testen und verfeinern helfen. Das Spitzer-Spektrum - nur durch Tricks möglich, weil der Stern eigentlich viel zu hell ist - hat bereits gezeigt, dass die Staubscheibe um den B-Stern einen Durchmesser von 8 Astronomischen Einheiten hat und aus großen Teilchen besteht. Entstanden ist sie wohl aus Material, das der F-Stern in seinem starken Sternwind verlor und das der B-Stern eingefangen hat. (Daniel Fischer)