Beteigeuze Beteigeuze? Der helle Stern Beteigeuze hat wahrscheinlich einen Sternbegleiter namens „Betelbuddy“.

Laut einer neuen Studie über die Aufhellung und Verdunkelung des Sterns steht einer der hellsten Sterne am Nachthimmel, Beteigeuze, möglicherweise nicht kurz davor, als Supernova zu explodieren. Stattdessen zeigen neuere Forschungen, dass das beobachtete Pulsieren des Sternenlichts wahrscheinlich durch einen unsichtbaren Begleitstern verursacht wird, der Beteigeuze umkreist.

Der offiziell Alpha Ori B genannte „Betelbuddy“ (wie der Astrophysiker Jared Goldberg ihn nennt) verhält sich wie ein Schneepflug, während er Beteigeuze umkreist, indem er lichtblockierenden Staub aus dem Weg schiebt und Beteigeuze vorübergehend heller erscheinen lässt. Goldberg und seine Kollegen präsentieren ihre Simulationen dieses Prozesses in einem zur Veröffentlichung angenommenen Artikel Das Astrophysikalische Journal. Die Ergebnisse sind veröffentlicht auf der arXiv Preprint-Server.

„Wir haben jede uns einfallende intrinsische Variabilitätsquelle ausgeschlossen, die den Grund für die Aufhellung und Verdunkelung auf diese Weise erklären könnte“, sagt Goldberg, der Hauptautor der Studie und Flatiron-Forschungsstipendiat am Center for Computational Astrophysics des Flatiron Institute. „Die einzige Hypothese, die zu passen schien, ist, dass Beteigeuze einen Gefährten hat.“

Goldberg war Co-Autor der Studie mit Meridith Joyce von der University of Wyoming und László Molnár vom Konkoly-Observatorium am HUN-REN-Forschungszentrum für Astronomie und Geowissenschaften in Ungarn.

Den „Betelbuddy“ aufdecken

Beteigeuze ist ein roter Riesenstern mit etwa der 100.000-fachen Helligkeit unserer Sonne und mehr als 400 Millionen Mal so viel Volumen. Der Stern nähert sich dem Ende seiner Lebensspanne, und wenn er stirbt, wird die resultierende Explosion so hell sein, dass man sie wochenlang tagsüber sehen kann.

Astronomen können vorhersagen, wann Beteigeuze sterben wird, indem sie effektiv „seinen Puls überprüfen“. Es ist ein veränderlicher Stern, das heißt, er wird heller und dunkler und pulsiert wie ein Herzschlag. Im Fall von Beteigeuze gibt es zwei Herzschläge: einen, der auf einer Zeitskala von etwas mehr als einem Jahr pulsiert, und einen, der auf einer Zeitskala von etwa sechs Jahren pulsiert.

Einer dieser Herzschläge ist der Grundmodus von Beteigeuze, ein Muster aus Aufhellung und Abschwächung, das dem Stern selbst innewohnt. Wenn der Grundmodus des Sterns sein langskaliger Herzschlag ist, dann Beteigeuze könnte früher als erwartet zum Explodieren bereit sein. Wenn sein grundlegender Modus jedoch sein kurzer Herzschlag ist, wie mehrere Studien nahelegen, dann ist sein längerer Herzschlag ein Phänomen, das als lange Sekundärperiode bezeichnet wird. In diesem Fall würde diese längere Aufhellung und Abschwächung durch etwas außerhalb des Sterns verursacht werden.

Wissenschaftler wissen immer noch nicht genau, was lange Sekundärperioden verursacht, aber eine führende Theorie besagt, dass sie entstehen, wenn ein Stern einen Begleiter hat, der ihn umkreist und durch den kosmischen Staub rast, der vom Stern produziert und ausgestoßen wird. Der verdrängte Staub verändert die Menge des Sternenlichts, die die Erde erreicht, und verändert die scheinbare Helligkeit des Sterns.

Die Forscher untersuchten, ob möglicherweise andere Prozesse die lange Sekundärperiode verursacht haben, etwa die Aufwirbelung des Sterninneren oder periodische Änderungen im starken Magnetfeld des Sterns. Nachdem das Team Daten aus direkten Beobachtungen von Beteigeuze mit fortschrittlichen Computermodellen kombiniert hatte, die die Aktivität des Sterns simulieren, kam das Team zu dem Schluss, dass Betelbuddy die mit Abstand wahrscheinlichste Erklärung ist.

„Sonst hat sich nichts ergeben“, sagt Goldberg. „Wenn es keinen Betelbuddy gibt, bedeutet das im Grunde, dass etwas viel Seltsameres vor sich geht – etwas, das sich mit der aktuellen Physik nicht erklären lässt.“

Das Team muss noch genau bestimmen, was der Betelbuddy ist, aber sie gehen davon aus, dass es sich um einen Stern mit bis zu doppelter Sonnenmasse handelt.

„Es ist schwierig zu sagen, was der Begleiter eigentlich ist, abgesehen von Massen- und Orbitalbeschränkungen“, sagt Joyce. „Ein sonnenähnlicher Stern ist die wahrscheinlichste Art von Begleiter, aber das ist keineswegs schlüssig.“

„Eine exotischere Hypothese, die mir persönlich gefällt, obwohl die Meinungen meiner Co-Autoren unterschiedlich sein mögen, ist, dass der Begleiter ein Neutronenstern ist – der Kern eines Sterns, der bereits zur Supernova geworden ist“, sagt sie. „In diesem Fall würden wir jedoch erwarten, durch Röntgenbeobachtungen Beweise dafür zu finden, und das haben wir nicht. Ich denke, wir sollten noch einmal nachsehen.“

Ein neuer Blick auf einen alten Stern

Als nächstes wird das Team Paparazzi spielen und versuchen, mit Teleskopen Bilder vom Betelbuddy zu machen, da es um den 6. Dezember herum ein potenzielles Sichtfenster geben wird.

„Wir müssen bestätigen, dass Betelbuddy tatsächlich existiert, da unser Ergebnis auf Schlussfolgerungen und nicht auf direktem Nachweis basiert“, sagt Molnár. „Deshalb arbeiten wir jetzt an Beobachtungsvorschlägen.“

Die Forscher weisen darauf hin, dass diese Studie nur durch Teamwissenschaft möglich war.

„Ohne jeden von uns, der dieses Problem aus ganz unterschiedlichen Blickwinkeln betrachtet – László als Experte für weltraumgestützte Beobachtungen und Datenanalyse, Jared als jemand, der massereiche Sterne studiert und simuliert, und ich als 1D-Modellierer – wäre die Arbeit nicht zustande gekommen möglich“, sagt Joyce. „Ich möchte insbesondere dem Flatiron Center for Computational Astrophysics dafür danken, dass es ein Umfeld geschaffen hat, in dem es möglich ist, ein so vielfältiges Spektrum von Wissenschaftlern zusammenzubringen.“

Das Team freut sich außerdem über neue Informationen über einen seit langem erforschten Himmelskörper.

Beteigeuze „war seit Beginn der modernen Astrophysik das Ziel unzähliger Studien“, sagt Molnár. „Und doch gibt es immer noch Raum für bedeutende neue Entdeckungen: in diesem Fall ein sonnenähnlicher Stern, der sich im gewaltigen Glanz eines Roten Überriesen versteckt. Das ist es, was mich am meisten begeistert.“