Sternengeschichten   /     Sternengeschichten Folge 567: Der Granatstern My Cephei

Description

Der "Granatstern" ist der r√∂teste Stern, den man am Nachthimmel sehen kann. Warum er trotzdem nicht so rot, daf√ľr aber auf andere Weise enorm beeindruckend ist, erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterst√ľtzen m√∂chte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

Subtitle
Rot bis in den Tod
Duration
603
Publishing date
2023-10-06 05:00
Link
https://sternengeschichten.podigee.io/567-sternengeschichten-folge-567-der-granatstern-my-cephei
Contributors
  Florian Freistetter
author  
Enclosures
https://audio.podigee-cdn.net/1238438-m-14ba27667d3092c3af99ec259bfbd020.mp3?source=feed-scienceblogs
audio/mpeg

Shownotes

Rot bis in den Tod

Sternengeschichten Folge 567: Der Granatstern My Cephei

"Einen sehr ansehnlicher Stern, der nicht von Flamsteed markiert wurde, kann man in der Nähe des Kopfes von Kepheus finden. Er hat eine schöne, tief granatrote Farbe (…) und ist ein äußerst schönes Objekt, ganz besonders wenn man zuvor einige Zeit einen weißen Stern betrachtet, bevor man das Teleskop auf ihn richtet."

Das schrieb der Astronom Wilhelm Herschel im Jahr 1783 in einem Aufsatz, in dem er unter anderem Sterne auflistete, die er am Himmel sehen konnte, die aber nicht im Katalog seines Kollegen John Flamsteed zu finden waren. Den Stern, den Herschel da neben vielen anderen erwähnt, bezeichnen wir heute als "My Cephei" oder auch als "Granatstern". Seine rote Farbe ist tatsächlich etwas besonderes; es ist der röteste Stern, den man mit bloßem Auge am Himmel sehen kann. Aber bevor wir uns mit seiner Farbe beschäftigen, klären wir zuerst einmal die grundlegenden Dinge.

My Cephei ist, wie der Name sagt, am Himmel im Sternbild Kepheus zu finden, das am Nordhimmel zwischen der Kassiopeia und dem Drachen liegt. Man kann Kepheus und damit auch My Cephei das ganze Jahr √ľber in der Nacht beobachten. Seine Entfernung ist schwer zu bestimmen, liegt aber verMytlich bei circa 3000 Lichtjahren. Die Helligkeit von My Cephei ist ver√§nderlich; sie schwankt zwischen 3,4 und 5 Magnituden. Je nachdem, wann man gerade schaut, kann er also wie ein durchschnittlich heller Stern am Himmel erscheinen oder wie ein sehr schwach leuchtender, den man ohne optische Hilfsmittel gerade noch sehen kann. Die Helligkeitsschwankungen sind dabei komplex und werden von zwei Perioden von 850 beziehungsweise 4400 Tagen dominiert.

Und warum ver√§ndert der Granatstern seine Helligkeit? Weil es sich dabei um einen roten √úberriesen handelt und einen besonders gro√üen noch dazu. Seine Leuchtkraft ist gut 300.000 mal h√∂her als die der Sonne, womit My Cephei zu den hellsten √úberriesen der gesamten Milchstra√üe geh√∂rt. Der Stern ist gut 1500 mal gr√∂√üer und 25 mal schwerer als die Sonne, mit einer Oberfl√§chentemperatur von circa 3200 Grad aber ein paar tausend Grad k√ľhler. Man Myss sich nochmal klar machen, wie gro√ü das wirklich ist. W√ľrde man My Cephei ins Zentrum unseres Sonnensystems setzen, w√ľrde er weit √ľber die Umlaufbahn des Jupiter und fast bis zum Saturn reichen!

So gro√ü sind Sterne normalerweise nicht; so gro√ü werden sie erst gegen Ende ihres Lebens und auch nur, wenn sie schon recht gro√ü angefangen haben. Wir wissen, dass sich auch unsere Sonne ausdehnen wird, wenn sie in ein paar Milliarden Jahren den Wasserstoff in ihrem Zentrum komplett zu Helium fusioniert hat. Dann wird sie anfangen, Helium zu anderen chemischen Elementen zu fusionieren und mehr Energie produzieren als vorher. Sie wird im Kern deutlich hei√üer werden und auch ihre √§u√üeren Schichten werden w√§rmer. So warm, dass der Wasserstoff, der sich dort befindet, nun auch fusionieren kann. Die Kernfusion wird dann im Kern und in den √§u√üeren Schichten stattfinden; sehr viel mehr Energie wird aus dem Inneren der Sonne nach au√üen dringen und der ganze Stern wird sich dadurch stark aufbl√§hen. Die Sonne wird allerdings h√∂chstens bis zur Erdbahn reichen; um ein roter √úberriese zu werden, hat sie nicht gen√ľgend Masse.

My Cephei allerdings schon und dieser Stern hat die Endphase seines Lebens schon erreicht. Er hat daf√ľr auch nur gut 10 Millionen Jahre gebraucht; im Gegensatz zu den circa 10 Milliarden Jahre, die es bei der Sonne insgesamt dauern wird, bis sie den aufgebl√§hten Zustand erreicht. Aber wir wissen ja, dass die Kernfusion in einem Stern umso heftiger und schneller abl√§uft, je gr√∂√üer seine Masse ist und My Cephei ist eben ein enorm gro√üer Stern.

Rote √úberriesen wie My Cephei zeigen auch so gut wie immer Helligkeitsver√§nderungen. Wie sie genau entstehen, ist immer noch nicht eindeutig gekl√§rt. Aber es hat verMytlich mit ihrer komplexen Struktur zu tun. Eben weil die Kernfusion nicht mehr nur im innersten Kern abl√§uft sondern auch in den √§u√üeren Schichten, kann sich dadurch die Durchl√§ssigkeit dieser Schichten f√ľr Strahlung √§ndern. Die wird unter anderem davon bestimmt, wie viele freie Elektronen dort existieren. Normalerweise sind die Elektronen ja Teil der H√ľlle der Atome, aber wenn es hei√ü genug wird, k√∂nnen sie sich abl√∂sen und verhindern, dass sich die Strahlung, die von weiter innen kommt, ungest√∂rt nach au√üen ausbreiten kann. Sie "staut" sich quasi, heizt den Stern weiter auf, was zu einer zus√§tzlichen Ausdehung und erh√∂hter Helligkeit f√ľhrt. Durch die Ausdehung k√ľhlt die Schicht aber wieder ab, die Durchl√§ssigkeit wird h√∂her und die gestaute Strahlung kann entweichen. Ich hab das in Folge 64 schon mal ein wenig genauer erkl√§rt, als es um den Kappa-MechanisMys gegangen ist und man verMytet, dass so etwas √§hnliches auch in den roten √úberriesen stattfindet.

Ich habe jetzt schon oft erw√§hnt, dass My Cephei ein roter √úberriese ist und auch Wilhelm Herschel hat ja von der granatroten Farbe gesprochen. Man kann die Sache mit der Farbe auch wissenschaftlich angehen, wenn man den sogenannten "Farbindex" berechnet. Dazu misst man die Helligkeit eines Objekts mit unterschiedlichen Farbfiltern und vergleicht die Werte. Sehr gebr√§uchlich sind Messungen im blauen Licht und im roten Licht und wenn man dann die rote Helligkeit von der blauen Helligkeit abzieht, bekommt man einen Farbindex. Wenn dieser Index nahe beim Wert Null liegt, dann gibt der Stern √§hnlich viel blaues wie rotes Licht ab und wird insgesamt eher wei√ülich erscheinen. Ist der Farbindex negativ, dann √ľberwiegt der blaue Anteil und man wird einen eher bl√§ulich leuchtenden Stern vor sich haben. Ein positiver Farbindex wei√üt dagegen auf einen rot leuchtenden Stern hin. Und wer jetzt genau aufgepasst hat und sich denkt: Moment Mal - wenn ein Stern im roten Licht heller ist als im blauen Licht und ich die gr√∂√üere rote Helligkeit von der kleineren blauen Helligkeit abziehe - m√ľsste ich dann nicht einen negativen Farbindex bekommen?, hat zwar einerseits recht, andererseits aber nicht. Denn man darf die, zugegebenerma√üen etwas komische, Konvention der Astronomie nicht vergessen, nach der die Helligkeit in der Astronomie in der Einheit "Magnituden" gemessen, die so definiert sind, dass Sterne mit hoher Helligkeit eine kleine Magnitude haben und umgekehrt.

Aber lassen wir diese Rechnerei beiseite und halten fest: Je gr√∂√üer der Farbindex, desto r√∂ter der Stern. Der Granatstern hat einen Farbindex von gut 2,4 Magnituden, was ihn von allen Sternen die man mit blo√üen Auge sehen kann, zum r√∂testen Stern macht. Aber bevor sich jetzt alle begeistert aufmachen um ihn am Himmel zu suchen, Myss ich noch zwei Dinge anmerken. Erstens ist der Granatstern zwar tats√§chlich rot, aber ein Teil seiner roten Farbe ist nicht auf ihn selbst zur√ľckzuf√ľhren, sondern auf den interstellaren Staub, der sich zwischen uns und ihm befindet. Licht, dass durch diesen Staub dringt, erscheint uns auch r√∂ter und weil der Granatstern so weit weg ist, ist da viel Staub in der Sichtlinie. Ohne den Staub w√§re er zwar immer noch rot, aber der Farbindex w√§re geringer. Zweitens, und das ist der wichtigere Punkt: Wer den Stern am Nachthimmel findet, wird mit gro√üer Wahrscheinlichkeit kein rotes oder r√∂tliches Objekt sehen. Es kann sein, dass er r√∂tlich erscheint, aber das liegt dann daran, dass bei der Beobachtung gerade starke Luftunruhen herrschen. Die st√∂ren die Ausbreitung des Sternenlichts durch die Atmosph√§re, was auch der Grund ist, warum Sterne oft zu flackern scheinen; sie st√∂ren aber Licht unterschiedlicher Farbe unterschiedlich stark und es kann sein, dass deswegen gerade mehr rotes Licht unser Auge erreicht als normal. Bei ruhiger Atmosph√§re oder beim Blick mit Fernglas oder Teleskop wird der Stern eher orange-gelblich erscheinen, vielleicht mit einem Stich ins r√∂tlich-br√§unliche. Herschels Bezeichnung als "granatrot" war ein wenig klein wenig ungl√ľcklich; beziehungsweise war es vor allem meine √úbersetzung. Im englischen Original sagt Herschel, dass er einen Stern gesehen hat mit "a very fine deep garnet colour". Das Wort "garnet" entspricht zwar dem deutschen "Granat" und bezieht sich zwar auf das entsprechende Mineral, dass tats√§chlich sehr oft rot ist, aber nicht rot sein Myss und durchaus auch andere Farben haben kann. Wilhelm Herschel hat keine Fotos gemacht; wir wissen auch nicht, ob er den Stern mit freiem Auge angesehen hat oder mit einem Teleskop und welche optischen Fehler dieses Teleskop gehabt haben k√∂nnte, die den Farbeindruck beeinflussen.

Aber am Ende ist das ja auch egal. Es kann jeder und jede selbst zum Himmel schauen und eine eigene Vorstellung der Farbe des Granatsterns bekommen. Dass es ein roter Überriesenstern ist, ist ebenso klar und damit auch, wie es um die Zukunft seiner Farbigkeit bestellt ist. Nicht gut nämlich, Sterne mit so großer Masse wie My Cephei werden am Ende ihres Lebens bei einer gewaltigen Supernova explodieren. Übrig bleibt dann nur ein schwarzes Loch und dann hat sich die Sache mit der Farbe von selbst erledigt.