Rote Überriesen sind eine Klasse von Sternen, die ihr Leben in Supernova-Explosionen beenden. Ihre Lebenszyklen sind nicht vollständig verstanden, teilweise aufgrund von Schwierigkeiten bei der Messung ihrer Temperatur. Erstmals haben Astronomen eine genaue Methode zur Bestimmung der Oberflächentemperatur von Roten Überriesen entwickelt.
Sterne gibt es in sehr unterschiedlichen Größen, Massen und Zusammensetzungen. Unsere Sonne gilt als relativ kleines Exemplar, insbesondere im Vergleich zu etwas wie Beteigeuze, bekannt als roter Überriese. Rote Überriesen sind Sterne mit einer Masse, die neunmal so groß ist wie unsere Sonne, und all diese Masse bedeutet, dass sie, wenn sie sterben, mit extremer Gewalt in einer riesigen Explosion sterben, die als Supernova bekannt ist, insbesondere eine sogenannte Typ-II.
Typ-II-Supernovae säen Raum mit den für das Leben notwendigen Elementen, daher sind die Forscher gespannt darauf, mehr über sie zu erfahren. Derzeit gibt es keine Möglichkeit, Supernova-Explosionen genau vorherzusagen. Ein Teil dieses Puzzles besteht darin, die Natur der roten Überriesen zu verstehen, die Supernovae vorausgehen.
Trotz der Tatsache, dass rote Überriesen extrem hell und auf große Entfernungen sichtbar sind, ist es schwierig, ihre wichtigen Eigenschaften, einschließlich ihrer Temperatur, zu bestimmen. Dies liegt an der komplexen Struktur ihrer oberen Atmosphären, die zu Inkonsistenzen bei Temperaturmessungen führt, die bei anderen Arten von Sternen funktionieren können.
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„Um die Temperatur von Roten Überriesen zu messen, mussten wir eine sichtbare oder spektrale Eigenschaft finden, die nicht von ihrer komplexen oberen Atmosphäre beeinflusst wird“, sagten die Forscher. „Chemische Merkmale, die als Absorptionslinien bekannt sind, waren ideale Kandidaten, aber es gab keine einzige Linie, die nur die Temperatur anzeigte. Als wir uns jedoch das Verhältnis von zwei verschiedenen, aber verwandten Linien – Eisenlinien – ansahen, stellten wir fest, dass dieses Verhältnis mit der Temperatur zusammenhängt. Und es geschah konsequent und vorhersehbar."
Spezialisten beobachteten Kandidatensterne mit dem WINERED-Instrument, das zu Teleskopen zur Messung der spektralen Eigenschaften entfernter Objekte gehört. Sie maßen die Eisenabsorptionslinien und berechneten die Entfernungen, um die entsprechenden Temperaturen der Sterne abzuschätzen. Durch die Kombination dieser Temperaturen mit präzisen Entfernungsmessungen des Weltraumobservatoriums Gaia der Europäischen Weltraumorganisation berechneten die Forscher die Leuchtkraft oder Leistung der Sterne und stellten fest, dass ihre Ergebnisse mit der Theorie übereinstimmten.
„Wir müssen noch viel über die neuesten und verwandten Objekte und Phänomene lernen, aber wir glauben, dass diese Studie den Astronomen helfen wird, einige der Lücken zu schließen“, sagten die Astronomen. „Der Riesenstern Beteigeuze könnte noch zu unseren Lebzeiten zur Supernova werden. 2019 und 2020 wurde es unerwartet dunkler. Es wäre großartig, wenn wir vorhersagen könnten, ob und wann es zu einer Supernova wird."
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