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Telegramm 22: Der Rekordstern R136a1

Ein Astronomenteam um den Astrophysiker Paul Crowther (University of Sheffield) hat mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in La Silla, Chile den größten bisher bekannten Stern entdeckt. Der Stern mit der Bezeichnung R136a1 ist ca. 165000 Lichtjahre entfernt und befindet sich innerhalb einer Sternentstehungsregion (Supersternhaufen R136) der Großen Magellanschen Wolke, einer unserer Milchstraße direkt benachbarten Irregulären Galaxie. In R136 stehen die Sterne rund 100.000 mal dichter beieinander als in der Umgebung unserer Sonne.

Der Supersternhaufen R136, eine Sternentstehungsregion in der Magellanschen Wolke mit dem massereichsten bisher gefundenen Stern R136a1. Quelle: ESO

Unter diesen Unmengen von Sternen fanden die Astronomen  mehrere sehr junge Sterne, die wesentlich größer und heißer sind als unsere Sonne. Einer davon, R136a1, hat gar die 265fache  Masse unserer Sonne und strahlt bei einer  Oberflächentemperatur um die 40.000°C rund 10 Millionen Mal heller.  Das ist eine Riesenüberraschung, denn alle bisherigen Sternentstehungsmodelle gehen von einer theoretischen Massenobergrenze von nur 150 Sonnenmassen aus.

Sterne bilden sich aus Gas- und Staubwolken von ca. 1 Lichtjahr Durchmesser, die in Rotation geraten und sich unter dem Einfluß ihrer eigenen Schwerkraft zusammenziehen und verdichten. Dabei dreht sich sich die Materiewolke wegen der Erhaltung des Drehimpulses immer schneller (wie eine sich drehende Eisläuferin, die ihre Arme anzieht) und verdichtet und erwärmt sich gleichzeitig in ihrem Zentrum bis sich ein Stern bildet. Durch die Rotation flacht die sich außen langsam abkühlende Gas- und Staubwolke zu einer Scheibe ab in der sich häufig – vor allem dann, wenn reichlich schwere Elemente vorhanden sind – durch Kondensations- und Aggregationsprozesse Planeten bilden.

Im Inneren herrschen unter dem Einfluß der eigenen Schwerkraft extreme Druck- und Temperaturverhältnisse. Bei Temperaturen von über 10 Millionen °C können Wasserstoff(kerne) zu Helium(kernen) verschmelzen (Kernfusion). Dabei wird ein kleiner Teil der Gesamtmasse direkt in Energie umgewandelt und als Gammastrahlung freigesetzt. Daneben entsteht auch eine intensive Teilchenstrahlung. Der Energietransport durch Strahlung erzeugt einen Strahlungsdruck, der den Stern im Gleichgewicht hält und verhindert, daß er unter der Last seiner eigenen Schwerkraft in sich zusammenfällt. Der Energietransport durch Strahlung reicht bis zu den äußeren Schichten des Sterns. Für den Weitertransport der Energie zur Oberfläche des Sterns sorgen dann in den äußeren Schichten Wärmeleitung und Konvektion. Die Leuchtkraft eines Sterns ist masseabhängig. Je größer die Masse, umso stärker die eigene Schwerkraft, die das Innere des Sterns verdichtet und so letztendlich die Kernfusion anfacht. Je intensiver die Kernverschmelzungsprozesse im Sterninneren ablaufen, umso  stärker auch die Strahlungsleistung, aber umso schneller wird auch der Kernbrennstoff  verbraucht. Massereiche Sterne haben also eine kürzere Lebensdauer als massearme Sterne; eine hohe Leuchtkraft hat also ihren Preis. 

Der Superriesenstern R136a1 im Größenvergleich mit einem roten Zwergstern von nur 1/10 Sonnenmasse, mit unserer Sonne und mit einem blauen Riesenstern von 8 Sonnenmassen. Quelle: ESO

Massereiche Sterne wie der jetzt gefundene R 136 a1 haben eine sehr hohe Strahlungsleistung, so daß mit der Gamma- und Teilchenstrahlung (Sternenwind) auch sehr viel Materie mitgerissen wird und dem Stern unwiederbringlich verloren geht. Daraus ergibt sich für Sterne eine rechnerische Massenobergrenze, welche dieser wegen der zu hohen Materieverluste  nicht überschreiten kann. Die Astronomen gehen davon aus, daß R136a1 seit seiner Entstehung vor rund 1 Million Jahren bereits 1/5 seiner Masse verloren hat, also ursprünglich sogar 320 Sonnenmassen schwer war. Bisherige Rechenmodelle, welche die Massenobergrenze von Sternen bei 150 Sonnenmassen sahen, müssen nun wohl revidiert werden.

Jens Christian Heuer

Quelle: http://www.eso.org/

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Kategorien:Sterne, Telegramme
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