Polarstern am Nordhimmel

Der Polarstern verliert Masse

Bonn – Der Polarstern verliert jedes Jahr etwa die Masse der Erde an Materie. Darauf deutet eine Analyse historischer Beobachtungsdaten in Kombination mit modernen Messungen hin. Die einen Zeitraum von über 160 Jahren überspannenden Daten zeigen, dass sich die Pulsationsperiode des veränderlichen Sterns durch den Massenverlust langsam ändert. Die Astronomen präsentieren ihre Forschungsergebnisse im Fachblatt „Astrophysical Journal“.

„Die beobachtete Rate der Periodenänderung stimmt – wenn man alle Quellen berücksichtigt – nicht mit den Vorhersagen von Entwicklungsmodellen für den Stern überein“, schreiben Hilding Neilson vom Argelander Institut für Astronomie in Bonn und seine Kollegen, „es sei denn, man geht von einem signifikanten Massenverlust aus.“ Die Helligkeit des Polarsterns schwankt mit einer Periode von rund vier Tagen. Schon frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass sich diese Periode um vier bis fünf Sekunden pro Jahr verlängert.

Neilson und seine Kollegen – darunter auch ein Hobby-Astronom – haben die verfügbaren Daten nun um eigene Beobachtungen aus den letzten zehn Jahren ergänzt und finden damit eine Zunahme der Periode des Polarsterns um 4,47 Sekunden pro Jahr – die bislang genaueste Bestimmung dieser Änderung. Der Polarstern ist ein sogenannter Cepheiden-Stern, ein Stern der sich in einer instabilen Phase am Ende seines Lebens befindet und deshalb pulsiert. In dieser Entwicklungsphase ist eine Änderung der Pulsationsperiode normal, aber die beobachtete Änderung passt nicht zu den Vorhersagen theoretischer Modelle für das Cepheiden-Stadium.

Das beste Modell für den Polarstern liefert eine Periodenänderung von einer Sekunde pro Jahr. Diese Vorhersage lässt sich nur dann mit den Beobachtungen in Einklang bringen, so Neilson und seine Kollegen, wenn man davon ausgeht, dass der Stern bei jeder Pulsation Gas ins All abstößt. Insgesamt sollte der Polarstern auf diese Weise rund eine Erdmasse an Materie verlieren. Das klingt viel, ist aber weniger als ein Millionstel der Masse des Sterns. Die Analyse zeigt, so betonen die Forscher, dass ein Massenverlust einen wichtigen Einfluss auf die Entwicklung von Cepheiden-Sternen haben kann. Cepheiden haben in der Astronomie eine große Bedeutung: Sie dienen als „Standardkerzen“ bei der Vermessung des Kosmos. Deshalb ist es für die Himmelsforscher wichtig, die Physik dieser veränderlichen Sterne genau zu verstehen.