Astronomen haben mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) erstmals einen Begleiterstern von Beteigeuze direkt abgebildet. Die Entdeckung löst ein jahrzehntelanges Rätsel: Der zweite Stern verursacht die bislang mysteriösen Helligkeitsschwankungen des Roten Überriesen mit einer Periode von sechs Jahren. Die Forscher berichten im Fachblatt „Astronomy & Astrophysics“.
Beteigeuze: Ein Stern mit zwei Perioden
Beteigeuze im Sternbild Orion zählt zu den hellsten Sternen am Nachthimmel und ist selbst für Laien mit bloßem Auge als linker Schulterstern des Jägers erkennbar. Seine Helligkeit schwankt in zwei unterschiedlichen Zyklen: einem kurzen von etwa 400 Tagen und einem langen von sechs Jahren. Die 400-Tage-Periode erklären Wissenschaftler mit magnetischer Aktivität, ähnlich den Sonnenflecken auf unserer Sonne. Doch die sechsjährige Variation blieb lange unerklärt.
Seit Jahren vermuten Astronomen einen unsichtbaren Begleiter als Ursache. Dieser sollte mit seiner Schwerkraft Beteigeuze beeinflussen und so die Helligkeit modulieren. Allerdings überstrahlt der helle Riesenstern alle Objekte in seiner Nähe, was die direkte Beobachtung extrem schwierig macht.
Sphere macht den Unsichtbaren sichtbar
Das Team um Miguel Montargès von der Pariser Sternwarte nutzte das Instrument Sphere am VLT, das eigentlich für die Planetenjagd entwickelt wurde. Sphere blendet das Licht eines Zentralsterns aus, um schwächere Objekte in seiner Umgebung sichtbar zu machen. Die Forscher wandten die Technik auf Beteigeuze an – mit Erfolg.
„Ich bin vom Stuhl aufgesprungen, als ich die prozessierten Bilder sah“, erinnert sich Montargès. „Ehrlich gesagt dachte ich nicht, dass unsere Empfindlichkeit ausreichen würde, um den Begleiter Beteigeuzes wie vorhergesagt nachzuweisen.“ Die Aufnahmen zeigen einen schwachen Lichtpunkt genau an der vorhergesagten Position. Anders als erwartet ist der Begleiter kein sonnenähnlicher Stern, sondern ein Stern mit etwa zwei- bis dreifacher Sonnenmasse und entsprechend heller.
Bestätigung und Ausblick
Bereits vor einem Jahr hatte ein anderes Team mit dem Gemini-Nord-Teleskop auf Hawaii Hinweise auf einen Begleiter gefunden, jedoch mit einem indirekten Verfahren, das Zweifel offenließ. Montargès und Kollegen betonen, dass Sphere den Begleiter direkt abbildet – es handelt sich um die erste echte Aufnahme des Sterns. „Um absolut sicher zu sein, dass der Begleiter wirklich da ist, müssen wir ihn in einem Jahr auf der anderen Seite des Sterns beobachten“, räumt Montargès ein. „Es bleibt aber nur sehr wenig Raum für Zweifel.“
Mit einer Masse von zwei- bis dreifacher Sonnenmasse ist der Begleiter deutlich massereicher als zuvor angenommen. Dies könnte Auswirkungen auf das Verständnis der Entwicklung von Beteigeuze haben. Der Rote Überriese steht kurz vor seiner Supernova-Explosion – wann genau, ist jedoch ungewiss. Die Entdeckung des Doppelsternsystems liefert wichtige Daten für Modelle des Sternlebens und der Helligkeitsschwankungen.
Die Astronomen planen nun weitere Beobachtungen, um die Umlaufbahn und die Wechselwirkungen zwischen den beiden Sternen genau zu vermessen. Die Ergebnisse könnten auch helfen, die unregelmäßigen Helligkeitsabfälle von Beteigeuze in den Jahren 2019/2020 zu erklären, als der Stern deutlich an Leuchtkraft verlor. Damals vermuteten Forscher eine Staubwolke oder eine Veränderung der Sternoberfläche – möglicherweise spielt auch der Begleiter eine Rolle.
