Astronomen haben das langjährige Rätsel um die Helligkeitsschwankungen des roten Riesensterns Beteigeuze gelöst. Mithilfe des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) konnten sie erstmals direkt einen bislang unbekannten Begleiterstern abbilden. Die beiden Sterne bilden ein Doppelsystem mit einer Umlaufzeit von genau sechs Jahren – identisch mit der mysteriösen Periode der Helligkeitsschwankungen.
Spektakuläre Aufnahme mit dem VLT
Das Team um Miguel Montargès von der Sternwarte Paris nutzte das Spektropolarimeter SPHERE, das normalerweise zur Suche nach Exoplaneten eingesetzt wird. SPHERE blendet das helle Licht eines Sterns aus, um schwächere Objekte in seiner Umgebung sichtbar zu machen. Auf den so gewonnenen Bildern zeigte sich ein deutlicher Lichtpunkt direkt neben Beteigeuze. „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 wie vorhergesagt nachzuweisen.“
Bislang unbekanntes Doppelsystem
Beteigeuze im Sternbild Orion zählt zu den hellsten Sternen am Nachthimmel. Seine Helligkeit schwankt in zwei unterschiedlichen Perioden: einer kurzen von etwa 400 Tagen, die auf magnetische Aktivität und sternfleckenähnliche Phänomene zurückgeführt wird, und einer langen von sechs Jahren, die bislang rätselhaft blieb. Schon länger vermuteten Astronomen einen Begleiter als Ursache, doch Beteigeuze überstrahlt alles in seiner Nähe. Erst der Einsatz von SPHERE brachte den Durchbruch. Die Forscher konnten den Begleiter direkt abbilden – im Gegensatz zu einer indirekten Detektion mit komplizierten Verfahren, die ein anderes Team ein Jahr zuvor am Gemini-Nord-Teleskop auf Hawaii gemeldet hatte. Montargès betont: „Um absolut sicher zu sein, dass der Begleiter wirklich da ist, müssen wir ihn in einem Jahr auf der anderen Seite des Sterns beobachten. Es bleibt aber nur sehr wenig Raum für Zweifel.“
Ein überraschend massereicher Begleiter
Bisher waren die Astronomen davon ausgegangen, dass der Begleiter etwa so groß und hell wie unsere Sonne sei. Die neuen Beobachtungen zeigen jedoch, dass er zwei- bis dreimal so massereich ist und entsprechend heller leuchtet. Damit handelt es sich um einen Stern vom Typ eines blauen Riesen oder Unterriesen. Die Umlaufzeit von sechs Jahren passt exakt zu der langen Helligkeitsschwankung von Beteigeuze: Vermutlich beeinflusst der Begleiter durch seine Schwerkraft die äußere Hülle des roten Riesen und verändert so dessen Leuchtkraft.
Bedeutung für die Erforschung roter Riesen
Die Entdeckung ist nicht nur für das Verständnis von Beteigeuze selbst wichtig, sondern auch für die Erforschung anderer roter Riesensterne. Viele von ihnen zeigen ähnliche Helligkeitsschwankungen, deren Ursachen oft unklar sind. Die direkte Abbildung eines Begleiters mit SPHERE eröffnet neue Möglichkeiten, solche Doppelsysteme aufzuspüren. Zudem ist Beteigeuze ein Kandidat für eine zukünftige Supernova – die Kenntnis seiner Begleitumgebung kann helfen, seine Entwicklung besser zu modellieren. Die Studie wurde im Fachblatt „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.
