11.04.2015

AstronomieKosmische Fabrik

Himmelsforscher entschlüsseln den größten Stern der Milchstraße. Ohne Hyperriesen wie ihn wären wir nie entstanden.
Wer einmal um die Welt fliegen möchte, kann recht schnell wieder zu Hause ankommen. Mit einer modernen Passagiermaschine ist eine Erdumrundung in weniger als zwei Tagen zu schaffen.
Weitaus mehr Zeit kostete es, in einem Düsenflugzeug um die Sonne zu fliegen. Eine solche - natürlich fiktive - Reise würde ein halbes Jahr dauern.
Doch das ist noch gar nichts.
Verglichen mit dem roten Stern "UY Scuti" erscheint sogar die Sonne wie ein Zwerg. Für eine Umrundung der lodernden Gaskugel benötigte ein Passagierjet rund 900 Jahre - das entspricht dem Zeitraum von den Kreuzzügen bis zur Gegenwart. Würde man UY Scuti auf die Maße eines Luftballons schrumpfen, hätte die Sonne im Verhältnis nur noch die Größe eines Sandkorns.
"UY Scuti ist der größte Stern, den wir kennen", sagt der Astrophysiker Peter Hauschildt von der Hamburger Sternwarte, "ein rot leuchtendes Monster."
Hauschildt gehört zu einem internationalen Gelehrtenteam, das den genauen Durchmesser des Giganten vermessen hat. Den Sternenforschern ist es zudem gelungen, weitere Eigenschaften zu entschlüsseln. So ist der rote Riese an seiner Oberfläche mit etwas über 3000 Grad Celsius zwar nur halb so heiß wie die Sonne. Hauschildt: "Für einen Stern ist das Biest recht kühl." Andererseits hat UY Scuti (benannt nach seiner Position im Sternbild Schild, lateinisch Scutum) eine 340 000-mal höhere Leuchtkraft als die Sonne.
Eindrucksvoll sind auch die Materie-Mengen, die der Stern in das umliegende Weltall pustet. Bei den Gasausbrüchen auf seiner Oberfläche wehen pro Sekunde mehrere Hundert Billionen Tonnen Sternenmaterial davon. Jahr für Jahr verliert UY Scuti (der mindestens 20-mal schwerer ist als die Sonne) somit die mehrfache Masse der Erde - Rohstoff für die Entstehung neuer Himmelskörper.
Passend zu einem derart überdimensionalen Untersuchungsobjekt kam das eindrucksvollste Observatorium der Welt zum Einsatz: das von europäischen Instituten betriebene "Very Large Telescope" in der chilenischen Atacamawüste. Gleich mehrere der dort aufgestellten Vergrößerungsspiegel wurden zu einem virtuellen Riesenteleskop zusammengeschaltet.
"Die Kollegen haben eine trickreiche Technik der Sonderklasse angewendet", lobt Hauschildt. Ihm selbst kam anschließend die Aufgabe zu, mithilfe der Messdaten die Atmosphäre des Sterns zu simulieren. Der Wissenschaftler konnte zu diesem Zweck auf parallel geschaltete Supercomputer zugreifen. Ein einzelner Prozessor müsste knapp 30 Millionen Jahre rechnen, um die Simulationsaufgabe zu bewältigen. Hauschildt: "UY Scuti ist komplexer aufgebaut, als wir es uns vorgestellt hatten. Sein innerer Fusionsofen ist total verrußt."
Doch warum so ein Aufwand für einen einzelnen Stern? In der Milchstraße ziehen schließlich weit über 100 Milliarden Sonnen ihre Bahnen. "Hyperriesen sind ganz besondere Sterne", argumentiert Hauschildt. "Es gibt nur sehr wenige von ihnen, wir kennen gerade mal ein Dutzend. Zugleich sind sie aber ungeheuer wichtig, ohne sie wären wir nicht entstanden. Deswegen ist es uns so wichtig, die Abläufe in ihrem Innern zu verstehen."
Im Prinzip gleicht jeder Stern am Himmel einer kosmischen Fabrik, in der chemische Elemente wie Kohlenstoff und Sauerstoff hergestellt werden. Doch nur in Riesensternen werden auch all jene schweren Elemente ausgebrütet, die auf der Erde und auch in jedem Menschen vorkommen, beispielsweise Metalle wie Kupfer, Gold oder Platin. Sie entstehen genau in dem Moment, in dem irgendwo in der Galaxis ein solcher Riesenstern explodiert.
Ausschließlich die großen und schweren Sonnen vollziehen einen derart dramatischen Abgang von der Himmelsbühne. "Unsere eigene, sehr durchschnittliche Sonne führt über zehn Milliarden Jahre ein vergleichsweise ruhiges Leben, dann geht ihr Ofen einfach aus", sagt Hauschildt. "Sehr massereiche Sterne wie UY Scuti hingegen werden nur wenige Millionen Jahre alt - und dann fliegen sie in die Luft."
Wie viele sterbende Riesensterne vor ihm wird auch UY Scuti am Ende seines kurzen Lebens blitzartig einen Großteil seiner Hülle davonschleudern. Für einige Tage werden seine ultraheißen Überreste heller strahlen als alle anderen Sonnen der Milchstraße zusammen. Zugleich setzt der Sternenkadaver gewaltige Mengen an Röntgen- und Gammastrahlung frei, welche die Atmosphären von Planeten schädigen können.
Für die Erde indes besteht keine Gefahr. Der Hyperriese befindet sich mehr als 9000 Lichtjahre entfernt - viel zu weit weg, um bei uns einen Weltuntergang herbeizuführen.
Von Olaf Stampf

DER SPIEGEL 16/2015
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