Schwächelnder Überriese: Astronomen erklären Beteigeuzes Helligkeitseinbruch

„In unserer kosmischen Nachbarschaft könnte sich demnächst eine Supernova ereignen“, spekulierten Astronomen um die Jahreswende. Der Riesenstern Beteigeuze im Sternbild Orion würde womöglich wochenlang so hell wie der Vollmond am Nachthimmel leuchten.

Anlass der Spekulationen war, dass Beteigeuze spürbar an Leuchtkraft eingebüßt hatte. Dies, so die Vermutung, könnte ein Hinweis auf eine baldige Explosion des Roten Riesen sein.

Die Vorfreude auf das vermeintliche Spektakel ist verflogen. Zwar erschien der Schulterstern des Orion zwischenzeitlich auf bis zu 40 Prozent seines normalen Helligkeitswerts heruntergedimmt, doch im April leuchtete er von der Erde aus gesehen wieder wie gewohnt. Es bleiben Fragen: Was ist die Ursache für den Helligkeitseinbruch und kann er wieder auftreten?

Riesige Flecken

Ein Team um Thavisha Dharmawardena vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg präsentiert nun eine Erklärung. Demnach sind es Sternenflecken, die auf einem Teil der Oberfläche eine Abkühlung herbeiführten, wodurch Beteigeuze weniger leuchtete.

Die Flecken sind gigantisch. Sie bedecken 50 bis 70 Prozent des Sterns, dessen Durchmesser rund tausendmal größer ist als der der Sonne. Befände Beteigeuze sich im Zentrum des Sonnensystems, würde er locker über die Bahnen von Merkur, Venus, Erde und Mars hinausragen und fast die Umlaufbahn des Jupiters erreichen, rechnet das MPIA in einer Mitteilung vor.

Aufgrund der Ausdehnung ist die Schwerkraftwirkung auf der Sternoberfläche gering, zumal er trotz seiner Größe lediglich rund 20 Sonnenmassen hat. Die äußeren Schichten können daher leichter abgestoßen werden, durch sogenannte Pulsationen. Das freigesetzte Gas kühlt weiter ab und bildet Staub. Eine naheliegende Vermutung war deshalb, dass der Helligkeitsverlust auf lichtabsorbierenden Staub zurückgeht, der massenhaft erzeugt worden sein muss.

Dharmawardena und Kollegen wollten diese Hypothese überprüfen und werteten Daten des Atacama Pathfinder Experiments und des James-Clerk-Maxwell-Teleskops aus, die bis zu 13 Jahre zurückreichen. Diese Teleskope messen Submillimeterwellen, deren Wellenlänge tausendmal größer ist als die des sichtbaren Lichts.

Möglicher Fleckenzyklus

Überraschenderweise fanden die Forscher auch im Submillimeterbereich eine Verdunklung von rund 20 Prozent, berichten sie in der Fachzeitschrift „The Astrophysical Journal Letters“. Mit Staub ließ sich das nicht erklären. Der Stern musste die Helligkeitsänderung selbst verursacht haben, weil seine Oberflächentemperatur im Schnitt um rund 200 Grad Celsius abnahm, schlossen die Autoren.

© Eso/M. Montargès et al.

Hochauflösende Bilder von Beteigeuze, die im Dezember gemacht wurden, zeigen Bereiche unterschiedlicher Helligkeit. Bringt man die berechnete Abkühlung hinzu, ergebe sich ein klarer Hinweis auf riesige Sternenflecken, die zwischen 50 und 70 Prozent der sichtbaren Oberfläche bedecken, berichtet das Team.

Sternflecken kommen bei Riesensternen häufig vor, allerdings nicht in diesem Ausmaß. Über ihre Lebensdauer ist nicht viel bekannt. Jedoch scheinen theoretische Modellrechnungen mit der Dauer des Helligkeitseinbruchs von Beteigeuze vereinbar zu sein, teilt das MPIA mit.

Von der Sonne ist bekannt, dass die Anzahl der Flecken in einem 11-jährigen Zyklus zu- und abnimmt. Ob Riesensterne einen ähnlichen Rhythmus haben, ist ungewiss. Ein Hinweis darauf könnte das Helligkeitsminimum sein, das deutlich stärker ausgeprägt war als in den Jahren davor.

„Beobachtungen in den kommenden Jahren werden erweisen, ob der starke Abfall der Helligkeit Beteigeuzes im Zusammenhang mit einem Fleckenzyklus steht“, sagt Dharmawardena.

Eines Tages wird auch die ersehnte Supernova eintreten. Beteigeuze als Roter Riese gilt als „reif“ für das fulminante Ende. Rund 640 Lichtjahre von der Erde entfernt dürfte es ein besonderes Ereignis sein: schön hell, aber dennoch weit genug weg, dass keine Gefahr damit verbunden ist. Nach astronomischen Maßstäben wird es schon bald soweit sein. Wahrscheinlich in 100 000 bis 200 000 Jahren.