Blaue Sterne pulsieren am Himmel

In der chilenischen Atacama-Wüste überwacht ein polnisches Forscher­team im Rahmen des „Optical Gravi­ta­tional Lensing Experi­ment“ mit einem automa­ti­sierten Spiegel­tele­skop Nacht für Nacht Millionen von Sternen. Im Jahr 2013 stießen die Forscher dabei über­raschend auf Sterne, deren Hellig­keit sich schneller änderte als erwartet. In den Folge­jahren unter­suchten die Wissen­schaftler mit einem inter­natio­nalen Team die Sterne näher und stellten fest, dass sie eine neue Sternen­klasse entdeckt hatten.

Es gibt viele Klassen von Sternen, deren Helligkeit periodisch variiert. Im Gegen­satz zu unserer Sonne sind diese Sterne nicht stabil, sondern haben eine schwin­gende Ober­fläche. Das heißt, sie dehnen sich um wenige Prozent aus und ziehen sich wieder zusammen. Gut bekannte Beispiele für der­artige pulsie­rende Sterne sind Cepheiden oder RR-Lyrae-Sterne, deren Schwin­gungs­perioden von ein paar Stunden bis hin zu Hunderten von Tagen reichen.

Die Forscher haben jetzt über ein Dutzend Sterne entdeckt, deren Hellig­keits­schwan­kungen auf den ersten Blick denen der Cepheiden oder RR-Lyrae-Sternen ähneln. Aller­dings sind die Zeit­abstände von zwanzig bis vierzig Minuten viel kürzer und ihre Farbe viel blauer – ein Indiz dafür, dass die neu ent­deckten Sterne heißer und kom­pakter sein müssen. Diese Eigen­schaften sind auch der Hinter­grund für den vorge­schla­genen Namen der neuen Sternen­klasse: BLAPs – Blue Large-wbr>Amplitude Pulsators.

Die Natur der Sterne gab den Forschern zunächst Rätsel auf. So vermuteten die Astronomen, dass es sich bei den BLAPs um heiße Zwerg­sterne handeln könnte, da diese ähnliche Schwin­gungs­perioden auf­weisen. Heiße Zwerg­sterne sind alte Sterne nahe dem Ende des Sternen­lebens. Sie beziehen ihre Energie aus der thermo­nuklearen Fusion von Helium zu Kohlen­stoff im Gegen­satz zu unserer Sonne, die in ihrer heutigen, viel früheren Lebens­phase die Fusion von Wasser­stoff zu Helium nutzt.

Um herauszufinden, ob es sich bei BLAPs tatsächlich um heiße Zwerg­sterne handelt, machten die Forscher mit den größten Tele­skopen der Welt spektro­skopische Auf­nahmen. Mit den beiden Tele­skopen Gemini und Magellan, die ebenfalls in der Atacama-Wüste aufge­stellt sind, gelang es den Astro­nomen, geeignete Spektren der BLAPs aufzu­nehmen. Marilyn Latour von der Uni Erlangen-Nürnberg analy­sierte diese anhand physi­kalisch-numerischer Modelle. Dabei stellte sie fest, dass die Hellig­keits­varia­tionen der BLAPs auf Tempe­ratur­schwan­kungen zurück­zu­führen sind und ihre Ober­flächen­tempe­ratur etwa fünf Mal höher ist als die der Sonne – was typisch für Zwerg­sterne ist.

Die BLAPs erwiesen sich aber als erheblich größer als heiße Zwerg­sterne. Es muss sich also um eine Klasse bisher unbe­kannter Sterne handeln, die den heißen Zwerg­sternen zwar ähneln, aber viel stärker ausge­dehnte Hüllen auf­weisen. Warum die BLAPs wie Cepheiden schwingen und warum sie derart aufge­blasen sind, bleibt vorerst ein Rätsel – ebenso wie ihre Ent­stehungs­geschichte. Das Mysterium des Ursprungs der BLAPs gilt es in Zukunft zu lösen.

FAU / RK