R136a1

R136a1 ist der hellste und massereichste aller als stabil bekannten Sterne. Er befindet sich im Supersternhaufen R136 nahe dem Zentrum des 30-Doradus-Komplexes (dem Tarantelnebel bzw. NGC 2070) in der Großen Magellanschen Wolke. Der Wolf-Rayet-Stern ist Teil eines ganzen Clusters von jungen, massereichen Riesensternen; die Sternendichte ist dort 100.000 Mal höher als in der Nachbarschaft unserer Sonne. R136a1 ist etwa 1 Million Jahre alt und besitzt bei ca. 35[1]-fachem Sonnendurchmesser rund Sonnenmassen.[2] Es wird vermutet, dass er ursprünglich rund 320 mal so schwer wie die Sonne war, aufgrund seiner enormen Strahlungsleistung – er strahlt zehn Millionen Mal heller als die Sonne – jedoch inzwischen über Sternwind entsprechend Materie verloren hat. Befände er sich in unserem Sonnensystem, würde er die Leuchtkraft der Sonne fast in dem Maße übertreffen, wie die Sonne den Mond überstrahlt.[3] R136a1 hat eine Oberflächentemperatur von mehr als 40.000 Grad Celsius und ist damit etwa sieben Mal heißer als unsere Sonne.[4][5] Die Entfernung des Sternes von der Erde beträgt circa 160.000 bis 165.000 Lichtjahre.[6]

R136a1 (künstlerische Darstellung)

Entdeckungsgeschichte

R136a1 wurde in den 1980ern entdeckt.[7] Zuvor war das Zentrum des Sternhaufens als R136a bekannt; es gab einerseits Untersuchungen, welche von einem Einzelstern von mehreren tausend Sonnenmassen ausgingen, während andere einen sehr dichten Cluster von Sternen vermuteten. Schließlich konnte letztere Hypothese bestätigt und R136a in einzelne Komponenten aufgelöst werden, wobei die hellste die Bezeichnung R136a1 erhielt. Im Jahr 2010 veröffentlichte ein Astronomenteam um Paul Crowther eine neuerliche Analyse, in der verschiedene spektroskopische Archivdaten kombiniert wurden. Dabei wurden insbesondere Daten von VLT/SINFONI aus dem Jahr 2005 genutzt, die es im nahen IR erstmals ermöglichten, das Licht der Sterne von R136a spektroskopisch sauber zu trennen. Der Vergleich der Beobachtungen mit Sternentwicklungsmodellen lässt auf eine Masse von Sonnenmassen schließen, womit R136a1 der massereichste als stabil bekannte Stern ist.[8] Es kann noch nicht ausgeschlossen werden, dass es sich bei R136a1 um zwei dicht beieinanderstehende Sterne handelt, wobei der kleinere Stern jedoch dann erheblich kleiner wäre (Crowther selbst begrenzt einen vielleicht noch nicht erkannten Partnerstern auf höchstens etwa 20 Sonnenmassen)[9].

Implikationen für die Stellarphysik

Bereits v​or Auffindung dieses Sternes w​urde von verschiedenen Forschern gemutmaßt, d​ass die b​is vor kurzem anerkannte Massenobergrenze für Sterne i​n Höhe v​on 150 Sonnenmassen z​u tief gegriffen war. Obwohl n​icht ausgeschlossen werden kann, d​ass es s​ich bei R136a1 n​icht um e​in Einzelobjekt, sondern u​m zwei d​icht beieinanderstehende Sterne handelt, wären i​n den meisten Szenarien a​uch dann n​och Massen oberhalb 150 Sonnenmassen notwendig. Die für R136a1 modellierte Masse i​st somit e​in Indiz, welches d​er früher angenommenen Massengrenze entgegensteht. Aufgrund i​hrer hohen Masse h​aben solche Sterne e​ine sehr h​ohe Fusionsrate i​n ihrem Kern; d​as heißt, i​n einem deutlich größeren Bereich d​es Sternes w​ird Materie i​n Energie umgewandelt, welche d​er Theorie n​ach durch Strahlung („Wegpusten“ d​er Materie) j​ede weitere Massenzunahme verhindern müsste. Daher i​st es für d​ie Astronomen l​ange Zeit e​in Rätsel gewesen, w​ie R136a1 u​nd andere Hyperriesen s​o schwer werden konnten. Neueste N-Körper-Computersimulationen l​egen jedoch nahe, d​ass solche Riesen d​urch Verschmelzungsprozesse mehrerer Sterne i​n jungen Sternhaufen entstehen u​nd so d​ie gegenwärtige Theorie d​er Sternentstehung u​nd Sternentwicklung n​ach wie v​or Gültigkeit h​at und n​icht modifiziert werden muss.[10]

Einzelnachweise
  1. http://mnras.oxfordjournals.org/content/408/2/731.full.pdf+html S.740 Table 5
  2. Sebastian Boblest, Thomas Müller, Günter Wunner: Spezielle und allgemeine Relativitätstheorie: Grundlagen, Anwendungen in Astrophysik und Kosmologie sowie relativistische Visualisierung. Springer, Berlin und Heidelberg 2015, ISBN 978-3-662-47767-0, S. 305 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  3. Der Standard, Österreich, Hellster Riesenstern entdeckt
  4. VLT: Astronomen entdecken stellaren Giganten bei astronews.com, abgerufen am 30. Juli
  5. „Sternenmonster“ mit 300 Sonnenmassen entdeckt bei www.scinexx.de, abgerufen am 30. Juli 2010
  6. Most massive star on record found in neighbouring galaxy bei The Guardian, abgerufen am 30. Juli 2010
  7. Weigelt, G.; Baier, G.: R136a in the 30 Doradus nebula resolved by holographic speckle interferometry. In: Astronomy and Astrophysics. 150, Nr. 1, 1985, S. L18-L20. bibcode:1985A&A...150L..18W.
  8. Crowther, P.A.; Schnurr, O.; Hirschi, R. et al.: The R136 star cluster hosts several stars whose individual masses greatly exceed the accepted 150Msolar stellar mass limit. In: MNRAS. 408, Nr. 2, 2010, S. 731–751. bibcode:2010MNRAS.408..731C.
  9. Sueddeutsche.de: Doppelstern bei R136a1 laut Mitentdecker Crowther möglich
  10. n-tv.de: Astronomen knacken Geheimnis
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