BETELGEUSE
Hat der Riesenstern im Orion einen Begleiter?
von Stefan Deiters
astronews.com
23. Oktober 2024

Erst vor einigen Jahren hielt Betelgeuse die Astronomie in Atem: Die Helligkeit des Riesensterns verringerte sich deutlich, was manche als Hinweis auf eine unmittelbar bevorstehende Explosion werteten. Die gab es zwar nicht, doch eine Frage bleibt: Was verursacht die periodischen Helligkeitsschwankungen des Sterns? Ein Team tippt nun auf einen unentdeckten Begleiter.

Der Riesenstern Betelgeuse könnte von einem kleinen Begleiter umkreist werden, der für die beobachteten langperiodischen Helligkeitsschwankungen verantwortlich ist. Bild: Lucy Reading-Ikkanda / Simons Foundation [Großansicht]

Betelgeuse im Sternbild Orion ist von der Erde aus gesehen der zehnthellste Stern am Nachthimmel. Es handelt sich um einen Riesenstern, der sein Leben früher oder später in einer Supernova-Explosion beenden wird. Als vor einigen Jahren die Helligkeit des Sterns für einige Monate überraschend stark zurückging, werteten das einige als Hinweis auf eine unmittelbar bevorstehende Explosion - eine These, die allerdings nicht von allen Forschenden geteilt wurde. Der Stern wurde dann bald auch wieder heller. Die Helligkeit von Betelgeuse war auch vor diesem Ereignis nicht konstant, sondern schwankt in zwei verschiedenen Perioden: Für eine der Perioden könnte ein bislang unentdeckten Begleiter verantwortlich sein, der den Riesenstern umkreist. 

Der Begleitstern, seine offizielle Bezeichnung wäre Alpha Ori B, verhält sich praktisch wie ein Schneepflug, und schiebt bei der Umrundung von Betelgeuse lichtblockierenden Staub zur Seite, wodurch der Riesenstern zeitweise heller erscheint. Jared Goldberg vom Center for Computational Astrophysics des Flatiron Institute und sein Team haben diesen Prozess simuliert und sind zu dem Schluss gekommen, dass keine andere Theorie die Beobachtungen besser beschreibt als ein Begleitstern, dem Goldberg den Spitznamen "Betelbuddy" gegeben hat. "Wir haben jede Quelle der Variabilität ausgeschlossen, die wir uns vorstellen konnten, um zu erklären, warum die Aufhellung und Abdunkelung auf diese Weise erfolgte", sagt Goldberg. "Die einzige Hypothese, die zu passen schien, ist, dass Betelgeuse einen Begleiter hat."

Wie viele Riesensterne zeigt auch Betelgeuse Pulsationen, die etwas über das Stadium verraten können, in dem sich der Stern gerade befindet - und damit auch über sein möglicherweise bevorstehendes Ende. Bei Betelgeuse kennt man zwei Perioden, in denen sich die Helligkeit des Sterns verändert: eine von etwa einem Jahr und eine von sechs Jahren. Einer dieser Perioden ist die natürliche Periode des Sterns, die durch physikalische Prozesse im Inneren des Sterns verursacht wird. Wenn es sich dabei um die sechsjährige Periode handelt, wäre die Entwicklung des Sterns wesentlich weiter als angenommen und der Stern könnte tatsächlich bald explodieren. Anders sieht es es, wenn die einjährige Periode den natürlichen "Herzschlag" des Sterns darstellt, worauf mehrere Studien hindeuten. In diesem Fall müssten die langperiodischen Helligkeitsschwankungen durch etwas verursacht werden, was sich außerhalb des Sterns befindet.

In anderen Systemen ist dies tatsächlich ein Begleitstern, der sich durch Staub bewegt, der von dem Riesenstern ausgestoßen wurde. Der Staub blockiert ein Teil des Lichts, das von dem Stern ausgesandt wird. "Pflügt" nun ein Stern durch diesen Staub und diesen damit aus dem Sichtfeld, kann mehr Licht von dem Stern die Erde erreichen, er wird für uns heller. Das Forschungsteam hat untersucht, ob andere Prozesse die lange Periode der Helligkeitsschwankungen verursacht haben könnten. Beispiele dafür wären etwa Prozesse im Inneren oder periodische Veränderungen des starken Magnetfelds des Sterns.

Nach der Kombination von Daten aus direkten Beobachtungen von Betelgeuse mit Computermodellen, die die Aktivität des Sterns simulieren, kam das Team zu dem Schluss, dass der Begleitstern bei weitem die wahrscheinlichste Erklärung ist. "Sonst passte nichts zusammen", sagt Goldberg. "Wenn es keinen 'Betelbuddy' gibt, bedeutet das im Grunde, dass etwas viel Seltsameres vor sich geht - etwas, das mit der aktuellen Physik unmöglich zu erklären ist." Noch unklar ist, wie der Begleitstern aussehen könnte: Vermutlich handelt es sich um einen Stern mit der doppelten Masse unserer Sonne. "Ein sonnenähnlicher Stern ist die wahrscheinlichste Art von Begleiter, aber das ist noch lange nicht schlüssig", so Meridith Joyce von der University of Wyoming.

Als nächstes will das Team versuchen, den vermuteten Begleiter von Betelgeuse direkt zu beobachten und arbeitet entsprechende Beobachtungsvorschläge aus. Ein Beobachtung könnte bereits um den 6. Dezember möglich sein. Über ihre Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astrophysical Journal erscheinen wird.