Das NASA/ESA-Weltraumteleskop Hubble hat einen dramatischen und farbenfrohen Nahblick auf einen der wildesten Sterne unserer Galaxie ermöglicht und dabei ein riesiges Spiralmuster zwischen den Sternen gewoben. Hubbles Bilder erfassen seine Details und seine Entwicklung wird in einem einzigartigen Zeitraffervideo dargestellt.
R Aquarii befindet sich nur etwa 700 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Wassermann und ist ein symbiotischer Doppelstern: eine Art Doppelsternsystem bestehend aus einem Weißen Zwerg und einem Roten Riesen, das von einem großen, dynamischen Nebel umgeben ist. Als der der Erde am nächsten liegende symbiotische Stern wurde R Aquarii von niemand anderem als Edwin Hubble untersucht, um den Mechanismus zu verstehen, der das System antreibt.
R Aquarii erfährt heftige Eruptionen, die riesige Filamente aus leuchtendem Gas ausstoßen. Dies zeigt auf dramatische Weise, wie das Universum die Produkte der Kernenergie umverteilt, die sich tief im Inneren von Sternen bilden und zurück in den Weltraum strömen.
R Aquarii gehört zu einer Klasse von Doppelsternen, die symbiotische Sterne genannt werden. Der Primärstern ist ein alternder Roter Riese und sein Begleiter ist ein kompakter ausgebrannter Stern, der als Weißer Zwerg bekannt ist. Der Primärstern des Roten Riesen wird als Mira-Variable klassifiziert und ist über 400-mal größer als unsere Sonne. Der aufgeblähte Monsterstern pulsiert, ändert die Temperatur und variiert in der Helligkeit über einen Zeitraum von etwa 390 Tagen um den Faktor 750.
Auf seinem Höhepunkt blendet der Stern mit der fast 5.000-fachen Helligkeit unserer Sonne. Wenn der Weiße Zwerg während seiner 44-jährigen Umlaufperiode dem Roten Riesen am nächsten kommt, saugt er durch die Schwerkraft Wasserstoffgas ab. Dieses Material sammelt sich in der Akkretionsscheibe, die den Weißen Zwerg umgibt, bis es zu einem starken Ausbruch und Jet-Ausstoß kommt, insbesondere während der größten Annäherung des Weißen Zwergs an den Spenderstern des Roten Riesen.
Bildnachweis: NASA, ESA, M. Stute, M. Karovska, D. de Martin & M. Zamani (ESA/Hubble), N. Bartmann (ESA/Hubble)
Diese Ereignisse sind für Astronomen und Laien gleichermaßen von mehr als nur vorübergehendem Interesse, da dies – ebenso wie die wirklich gigantischen, aber äußerst seltenen Supernova-Ereignisse – eine bekannte Möglichkeit ist, chemische Elemente, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind, in das interstellare Medium freizusetzen. Schwerere Elemente wie Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff sind entscheidende Bausteine von Planeten wie der Erde und Lebensformen wie unserem eigenen. Sie entstehen im tiefen Inneren von Sternen, wo die Temperatur hoch genug ist, um Wasserstoff und Helium zu verschmelzen.
Dieser Ausbruch stößt mächtige Jets aus, die als Filamente aus dem Doppelsternsystem zu sehen sind und Schleifen und Spuren bilden, während das Plasma in Streifen austritt. Das Plasma wird durch die Kraft der Explosion verdreht und durch starke Magnetfelder nach oben und außen gelenkt. Der Ausfluss scheint sich spiralförmig in sich selbst zurückzubiegen. Die Filamente leuchten im sichtbaren Licht, weil sie durch die blasenbildende Strahlung des Sternduos R Aquarii mit Energie versorgt werden. Der Nebel um den Doppelstern ist als Cederblad 211 bekannt und könnte der Überrest einer vergangenen Nova sein.
Das Ausmaß des Ereignisses ist selbst in astronomischer Hinsicht außergewöhnlich, da emittierendes Material bis zu einer Entfernung von mindestens 400 Milliarden Kilometern – oder dem 2.500-fachen Abstand zwischen Sonne und Erde – vom zentralen Kern zurückverfolgt werden kann.
Bildnachweis: NASA, ESA, M. Stute, M. Karovska, D. de Martin und M. Zamani (ESA/Hubble)
Das ESA/Hubble-Team hat einen einzigartigen Zeitraffer des Objekts entwickelt, der aus mehreren Beobachtungsprogrammen besteht, die von 2014 bis 2023 reichen. Auf den fünf Bildern ist die schnelle und dramatische Entwicklung des Doppelsterns und seines umgebenden Nebels zu sehen.
Aufgrund der starken Pulsationen des Roten Riesensterns wird der Doppelstern dunkler und heller, erkennbar an der Größe der roten Beugungsspitzen um ihn herum. Der Nebel wird hauptsächlich in grünen Farben dargestellt, aber auch blauere Teile davon kommen ins Blickfeld und wieder heraus: Das liegt daran, dass sie beleuchtet werden, während der leuchtturmartige Lichtstrahl des rotierenden Doppelsterns über sie hinwegstreicht.