Eta Carinae

Eta Carinae ist eines der massivsten Doppelsternsysteme ├╝berhaupt und liegt in einer Entfernung von etwa 7.500 Lichtjahren von der Erde.

Eta Carinae liegt in Richtung Carina-Konstellation. Die Prim├Ąrkomponente im System hat etwa die 90-fache Masse der Sonne und ist 5 Millionen Mal leuchtender.

Der kleinere Stern hat etwa 30 Sonnenmassen und kann bis zu einer Million Mal leuchtender sein als die Sonne. Beide Sterne werden in relativ naher Zukunft bei Supernova- oder Hypernova-Explosionen das Ende ihres Lebenszyklus erreichen.

Das Eta Carinae System hat mindestens zwei Sterne. Der Prim├Ąrstern wird als leuchtend blaue Variable (LBV) klassifiziert. Die Sekund├Ąrkomponente ist ein hei├čer ├ťberriese, der den Prim├Ąrstern umkreist.

Der Begleiter ist bei optischen Wellenl├Ąngen v├Âllig unsichtbar, da er von dem dicken Nebel um Eta Carinae umgeben ist.

Der Name des Sterns wird ausgesprochen[╦łi╦Ét╔Ö k╔Ö╦łrin╔Ö k╔Ö╦łrin╔Ö].

Der Reflexionsnebel um Eta Carinae ist als Homunkulus-Nebel bekannt und geh├Ârt zum gr├Â├čeren Carina-Nebel. Der Homunkulus-Nebel bildete sich nach dem Supernova-Betr├╝gerereignis des Sterns in der Mitte des 19. Jahrhunderts. Der Nebel besteht haupts├Ąchlich aus Staub, der aus dem Material kondensiert, das w├Ąhrend des Ausbruchs 1843 aus dem Stern ausgesto├čen wurde. Der Homunkulus-Nebel ist bekannt f├╝r sein Aussehen mit zwei Pollappen und einem ├Ąquatorialen „Rock“ oder einer gro├čen d├╝nnen ├Ąquatorialen Scheibe.

Der Carina-Nebel ist ein gro├čer heller Nebel, der mehrere Sternhaufen umgibt. Sie enth├Ąlt zwei der massivsten und leuchtendsten Sterne unserer Milchstra├čen-Galaxie, Eta Carinae und HD 93129A. Der Nebel selbst, der 7500 Lichtjahre entfernt liegt, erstreckt sich ├╝ber 260 Lichtjahre, etwa das Siebenfache der Gr├Â├če des Orionnebels, und zeigt sich in diesem Mosaik in seiner ganzen Pracht. Es basiert auf Bildern, die mit dem 1,5 m d├Ąnischen Teleskop am ESO-Observatorium La Silla aufgenommen wurden. Eta Carinae (der hellste Stern in diesem Bild) ist der leuchtendste Stern, der in der Galaxis bekannt ist, und hat h├Âchstwahrscheinlich eine Masse, die mehr als 100 mal so gro├č ist wie die der Sonne. Es ist das n├Ąchste Beispiel f├╝r eine leuchtende blaue Variable, die letzte Phase im Leben eines sehr massiven Sterns, bevor er in einer feurigen Supernova explodiert. Eta Carinae ist von einer sich ausdehnenden bipolaren Wolke aus Staub und Gas umgeben, die als Homunculus (kleiner Mann auf Lateinisch) bekannt ist und von der Astronomen glauben, dass sie bei einem gro├čen Ausbruch im Jahr 1843 aus dem Stern vertrieben wurde.

Die kombinierte bolometrische Leuchtkraft des Eta Carinae-Systems ist mehr als 5 Millionen Mal h├Âher als die der Sonne. W├Ąhrend des Ausbruchs im 19. Jahrhundert warf der Stern ├╝ber 10 Sonnenmassen in den Weltraum, die nun den umgebenden Nebel bilden. Der Stern selbst ├╝berlebte das Ereignis jedoch irgendwie, obwohl er etwa so viel sichtbares Licht freisetzte wie eine echte Supernova-Explosion.
Eta Carinae ist n├Ârdlich des 30. Breitengrades nicht zu sehen und liegt f├╝r Beobachter s├╝dlich des 30. Breitengrades nie unter dem Horizont, wo es zirkumpolar ist.

Astronomen entwickelten k├╝rzlich ein 3D-Modell der gro├čen Wolke, die der Stern w├Ąhrend seines Ausbruchs im 19. Jahrhundert vertrieb, bekannt als der Gro├če Ausbruch. In der Zeit zwischen 1838 und 1845 zeigte Eta Carinae eine ungew├Âhnliche Variabilit├Ąt und ├╝berstrahlte kurz den Canopus, den zweithellsten Stern am Himmel, der sich ebenfalls im Sternbild Carina befindet.

Der Stern trieb eine gasf├Ârmige H├╝lle mit einer Masse zwischen dem 10- und 40-fachen der Sonne in den Weltraum. Diese etwa ein Jahr lange Schale bildet den ber├╝hmten zweilappigen Homunkulus-Nebel. Die Wolke dehnt sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1,3 Millionen Meilen oder 2,1 Millionen Kilometern pro Stunde aus.

Das internationale Forscherteam verwendete das Very Large Telescope und seinen X-Shooter-Spektrographen am European Southern Observatory in Chile und erstellte die bisher vollst├Ąndigste Spektralkarte des Nebels. Sie bildeten Nahinfrarot-, Ultraviolett- und sichtbare Wellenl├Ąngen entlang von 92 verschiedenen Bahnen durch die Wolke ab und verwendeten die Raum- und Geschwindigkeitsdaten, um das erste hochaufl├Âsende 3D-Modell des Nebels zu erstellen.

„Zum ersten Mal sehen wir Beweise daf├╝r, dass intensive Interaktionen zwischen den Sternen im zentralen Bin├Ąrsystem eine wichtige Rolle bei der Gestaltung des Nebels gespielt haben, den wir heute sehen“, sagte Thomas Madura, ein NASA Postdoc-Programmstipendiat am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, und einer der Forscher.

Das 3D-Modell best├Ątigt mehrere Merkmale des Homunkulus-Nebels, die bereits in fr├╝heren Studien identifiziert wurden, darunter gro├če L├Âcher am Ende jedes Lappens. Das Modell hat alo geholfen, neue Merkmale des Nebels zu identifizieren, darunter gro├če, tiefe Gr├Ąben um jeden Lappen, unregelm├Ą├čige Risse auf der erdabgewandten Seite und armartige Vorspr├╝nge von jedem Lappen in der N├Ąhe des Staubschirms, die in der N├Ąhe des Zentrums des Nebels im sichtbaren Licht zu sehen sind.

Jose Groh, Astronom an der Universit├Ąt Genf in der Schweiz, sagte: „Eine der Fragen, die wir mit dieser Studie beantworten wollten, ist, ob der Homunculus einen Abdruck der bin├Ąren Natur des Sterns enth├Ąlt, da fr├╝here Versuche, seine Form zu erkl├Ąren, davon ausgegangen sind, dass beide Lappen mehr oder weniger identisch und symmetrisch um ihre L├Ąngsachse waren. Die neuen Features deuten darauf hin, dass die Wechselwirkungen zwischen den Sternen von Eta Carinae dazu beigetragen haben, den Homunkulus zu formen.“

Die beiden Sterne im Eta Carinae-System n├Ąhern sich alle 5,5 Jahre ihrem n├Ąchsten Ziel, wenn sie sich etwa in einer ├Ąhnlichen Entfernung wie zwischen Mars und Sonne befinden. Ihre Sternwinde interagieren in dieser Zeit noch dramatischer (Periastron genannt) und der schnellere Wind, der vom kleineren Stern im bin├Ąren System ausgeht, schneidet einen Tunnel durch den dichteren Wind des gr├Â├čeren Sterns. Der ├ľffnungswinkel des Hohlraums, der durch die Interaktion entsteht, entspricht genau dem Winkel zwischen den armartigen Vorspr├╝ngen (110 Grad) und der L├Ąnge der tiefen Gr├Ąben um die Lappen (130 Grad). Dieser Befund deutet darauf hin, dass der Nebel wahrscheinlich noch einen Eindruck aus der Zeit um die Zeit des Gro├čen Ausbruchs tr├Ągt, als sich die beiden Sterne ihrem n├Ąhesten Ziel n├Ąherten.

Das 3D-Modell des Homunculus-Nebels wurde in ein Format konvertiert, das von 3D-Druckern verwendet werden kann und jedem zug├Ąnglich ist, der Zugang zu einem 3D-Drucker hat, zusammen mit der ver├Âffentlichten Studie.

Theodore Gull, Goddard Astrophysiker und Co-Autor des Papiers, sagte: „W├Ąhrend 3D-Druckmodelle ein hervorragendes Visualisierungswerkzeug f├╝r alle Astronomie-Interessierten sein werden, sehe ich sie als besonders wertvoll f├╝r Blinde, die nun gepr├Ągte astronomische Bilder mit einer wissenschaftlich genauen Darstellung des Realen vergleichen k├Ânnen“.

Fakten ├╝ber Eta Carinae

Eta Carinae galt bis 2005 als ein einziger Stern, als die Beweise best├Ątigten, dass es sich tats├Ąchlich um ein bin├Ąres System handelte.

Die Eta Carinae verbraucht ihre Vorr├Ąte an Kernbrennstoffen rasant und wird sie innerhalb der n├Ąchsten Millionen Jahre wahrscheinlich irgendwann vollst├Ąndig verlassen.
Sobald es das tut, wird es in einem Ausbruch explodieren, der heftig genug ist, um von der Erde w├Ąhrend des Tages sichtbar zu sein, so einige, und ein schwarzes Loch hinterlassen. Der riesige Stern k├Ânnte morgen oder in tausend Jahren oder sp├Ąter explodieren. Die Zeitachse ist schwer vorherzusagen.

Die extrem hohe Masse des Sterns ist der Grund, warum er so instabil ist und seinen Treibstoff so schnell verbraucht. Viele glauben, dass Sterne wie Eta Carinae einen extremen Massenverlust aufweisen und Wolf-Rayet-Sterne werden, bevor sie als Supernovae explodieren, wenn sie ihre Masse nicht halten k├Ânnen, um ihr Leben als Hypernovae zu beenden.

Der Stern befindet sich in der N├Ąhe des Zentrums von Trumpler 16, einem der wichtigsten Sternhaufen in Carina OB1, der wiederum eine der wichtigsten stellaren Assoziationen im Carina-Nebel ist. Es wird vermutet, dass sich der Stern als Massenschwerpunkt der molekularen Wolke gebildet hat, in der Trumpler 16 gebildet wurde.
Eta Carinae wurde 1677 erstmals vom englischen Astronomen, Physiker und Mathematiker Edmond Halley katalogisiert. Damals war es ein Stern der 4. Gr├Â├čenordnung. Um 1730 erhellte er sich deutlich und wurde zu einem der hellsten Sterne im Sternbild Carina. Der Stern dimmte dann und kehrte bis 1782 zu seiner fr├╝heren Gr├Â├če zur├╝ck und begann erst 1820 wieder an Helligkeit zu gewinnen.

Der griechische Buchstabe Eta (╬Ě) wurde dem Stern im 18. Jahrhundert vom franz├Âsischen Astronomen Nicolas Louis de Lacaille zugewiesen. Eta Carinae war bis dahin ein Stern zweiter Gr├Â├čenordnung. Lacaille war verantwortlich f├╝r die Kartierung aller Sterne im damals viel gr├Â├čeren Sternbild Argo Navis, bestehend aus den heutigen Sternbildern Carina, Puppis und Vela.

Der Stern ist in der traditionellen chinesischen Astronomie als Tseen She („Heaven’s Altar“) und Foramen bekannt, aber auch als „The Second Star of Sea and Mountain“, was sich auf einen Sterngruppe bezieht, die er mit den Sternen Carinae, Lambda Centauri im Centaurus-Konstellation und Lambda Muscae in Muscae bildet.

Im April 1843 erhellte sich Eta Carinae wieder und wurde der zweithellste Stern am Himmel, nur dimmbar als Sirius. Dies dauerte etwa 20 Jahre. Es hatte eine scheinbare Helligkeit von -0,8. Danach verblasste er wieder und wurde 1868 f├╝r das blo├če Auge unsichtbar und hinterlie├č das, was wir heute als Homunkulus-Nebel kennen. W├Ąhrend des Ausbruchs war Eta Carinae trotz der gro├čen Unterschiede in den Entfernungen der Sterne zur Erde nur von Sirius in der Helligkeit die Nummer zwei. Sirius ist nur 8,6 Lichtjahre entfernt und Eta Carinae ist etwa 7.500 Lichtjahre entfernt.

Zu Beginn des 19. Jahrhunderts war das Doppelsternsystem Eta Carinae schwach und ununterscheidbar. In den ersten Jahrzehnten des Jahrhunderts wurde er immer heller, bis er im April 1843 der zweithellste Stern am Himmel war, der nur von Sirius (der fast tausend Mal n├Ąher an der Erde ist) in den Schatten gestellt wurde. In den folgenden Jahren d├Ąmmerte es allm├Ąhlich wieder und war im 20. Jahrhundert f├╝r das blo├če Auge v├Âllig unsichtbar.

Seitdem variiert die Helligkeit des Sterns immer weiter, und obwohl er in einer dunklen Nacht wieder mit blo├čem Auge sichtbar ist, ist er nie wieder seinem H├Âhepunkt von 1843 nahe gekommen.
Der gr├Â├čere der beiden Sterne im Eta Carinae-System ist ein riesiger und instabiler Stern, der sich dem Ende seines Lebens n├Ąhert, und das Ereignis, das die Astronomen des 19. Jahrhunderts beobachteten, war eine stellare Nahtoderfahrung.

Wissenschaftler nennen diese Ausbr├╝che Supernova-Betr├╝ger-Ereignisse, weil sie ├Ąhnlich wie Supernovae aussehen, aber nur kurz davor stehen, ihren Stern zu zerst├Âren.
Obwohl die Astronomen des 19. Jahrhunderts keine Teleskope hatten, die stark genug waren, um den Ausbruch von 1843 im Detail zu sehen, k├Ânnen seine Auswirkungen heute untersucht werden. Die riesigen Materiewolken, die vor anderthalb Jahrhunderten abgeworfen wurden, bekannt als der Homunkulus-Nebel, sind seit seiner Einf├╝hrung 1990 ein regelm├Ą├čiges Ziel von Hubble. Dieses Bild, aufgenommen mit der Advanced Camera for Surveys High Resolution Channel, ist das bisher detaillierteste und zeigt, wie das Material vom Stern nicht einheitlich ausgeworfen wurde, sondern eine riesige Kurzhantel-Form bildet.

Eta Carinae ist nicht nur wegen seiner Vergangenheit, sondern auch wegen seiner Zukunft interessant. Es ist einer der der der Erde am n├Ąchsten gelegenen Sterne, der in relativ naher Zukunft wahrscheinlich in einer Supernova explodieren wird (obwohl in astronomischen Zeitabst├Ąnden die „nahe Zukunft“ noch eine Million Jahre entfernt sein k├Ânnte). Wenn dies der Fall ist, erwartet man eine beeindruckende Aussicht von der Erde, die noch viel heller ist als ihr letzter Ausbruch: SN 2006gy, die hellste Supernova, die je beobachtet wurde, kam von einem Stern des gleichen Typs.

Eta Carinae begann sich in den 90er Jahren wieder zu erhellen. In den Jahren 1998 und 1999 verdoppelte sich die Helligkeit des Sterns pl├Âtzlich. Im Jahr 2007 hatte der Stern eine visuelle Gr├Â├če von 5 und war mit blo├čem Auge wieder sichtbar.

Nach dem Gro├čen Ausbruch ging ein Teil des Lichts des Sterns direkt auf die Erde zu, und in alle anderen Richtungen, aber ein Teil davon reflektierte auch von den nahegelegenen Staubwolken und machte einen Umweg. Dieses Ph├Ąnomen wird als Lichtecho bezeichnet. Zumindest ein Teil des 1843 beobachteten Echos des Ereignisses erreichte uns erst k├╝rzlich. Das Supernova-Betr├╝gerereignis selbst ereignete sich nat├╝rlich vor etwa 7.500 Jahren. Die Echos wurden 2011 mit dem 4-Meter-Teleskop Blanco des U.S. National Optical Astronomy Observatory am Cerro Tololo Inter-American Observatory erfasst.

Wenn Eta Carinae explodiert, wird uns die intensive Strahlung des Supernova-Ereignisses h├Âchstwahrscheinlich nicht direkt treffen, denn mit 7.500 Lichtjahren wird sie bei weitem nicht so intensiv sein, wenn sie die Erde erreicht. Beobachter in s├╝dlichen Breitengraden werden jedoch ein ziemliches Spektakel am Himmel sehen, da Eta Carinae einer der massivsten Sterne in der Milchstra├če ist und das Supernova-Event sehr hell sein wird. Wenn die Explosion uns einen Schaden zuf├╝gt, dann in der oberen Atmosph├Ąre und in der Ozonschicht. Satelliten, Raumschiffe und Astronauten k├Ânnten betroffen sein. Die Explosion wird wahrscheinlich einen Gammastrahlenausstoss (GRB) aus den Polargebieten der Drehachse des Sterns aussto├čen, aber da die Achse des Sterns nicht auf die Erde zeigt, wird der Gammastrahl uns wahrscheinlich nicht beeinflussen.

Sterne so massiv wie Eta Carinae sind extrem selten, und Galaxien von der Gr├Â├če der Milchstra├če enthalten nur etwa ein paar Dutzend davon. Sterne, die mehr als 120 Sonnenmassen sind, ├╝berschreiten die Eddington-Grenze, was bedeutet, dass der Au├čendruck ihrer Strahlung nahezu stark genug ist, um der Schwerkraft entgegenzuwirken, d.h. ihre eigene Schwerkraft kann kaum in der Strahlung und dem Gas des Sterns halten.

Eta Carinae’s Supernova Betr├╝ger-Ereignis wurde zum Prototyp f├╝r diese Art von Ph├Ąnomen. Andere ├Ąhnliche Ereignisse wurden in anderen Galaxien im letzten Jahrhundert beobachtet, darunter SN 1961v in NGC 1058 in Perseus-Konstellation und SN 2006jc in UGC 4904. In einer Entfernung von 77 Millionen Lichtjahren von der Erde in Richtung des Sternbildes Luchs gelegen, verursachte SN 2006jc 2004 ein Betr├╝gerereignis und explodierte zwei Jahre sp├Ąter, am 9. Oktober 2006, als Typ-Ib-Supernova.

Eta Carinae Daten

Konstellation: Carina
Sternenklassifizierung: BIae-0 / OI
Variablentyp: LBV (leuchtend blaue Variable) und bin├Ąr
Koordinaten: 10h 45m 03.591s (Rektaszension), -59┬░41’04.26″ (Deklination)
Scheinbare Gr├Â├čenordnung: -0,8 bis 7,9
Absolute Gr├Â├če: -7
Masse: 120 Sonnenmassen/30 Sonnenmassen
Radius: 240 Sonnenradien/24 Sonnenradien
Leuchtkraft: 5 Millionen Solarleuchten/1 Million Solarleuchten
Temperatur: 15.000 TEUR/37.200 TEUR
Bezeichnungen: Eta Carinae, ╬Ě Carinae, ╬Ě Car, Foramen, Tseen She, 231 G. Carinae, HR 4210, CD-59┬░2620, HD 93308, SAO 238429, WDS 10451-5941, IRAS 10431-5925, GC 14799, CCDM J10451-5941