Neue Entdeckung durch ESA-Satellit Herschel: Heiße Wasserdampfwolken um hellen Kohlenstoffstern

Der Kohlenstoffstern CW Leonis
Im Sternbild Löwe befindet sich der rote Riesenstern CW Leonis, der Unmengen von Gas sowie Kohlenstoffstaub – insgesamt in der Größenordnung von einer Erdmasse pro Jahr – produziert. Er gibt der Astronomie seit 2001 ein Forschungsrätsel auf, als erstmals Hinweise auf Wasserdampf in seiner ausgedehnten Hülle gefunden wurden: Seither stellt sich die Frage, wie Wasser um ein solches Objekt entstehen kann. Denn ein kohlenstoffreicher Stern wie dieser ist normalerweise vor allem mit Kohlenmonoxid umgeben und nicht wie CW Leonis mit sauerstoffhaltigen Molekülen – wie H2O.

Spektroskopische Daten von Herschel
Dank des Satelliten Herschel der European Space Agency (ESA) gelang erstmals der klare Nachweis Dutzender Wasserdampflinien im Spektrum des tiefroten Sterns. An dieser Entdeckung waren auch Astronomen der Universität Wien beteiligt, u.a. Franz Kerschbaum, Leiter des Instituts für Astronomie.  In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift "Nature" berichten sie, dass einige der aufgefundenen Spektrallinien nur durch Übergänge aus hochangeregten Zuständen zu erklären sind – was Tempe-raturen von etwa 700 Grad Celsius erfordert. Es muss also Wasserdampf in der inneren, rußigen Hülle des Kohlenstoffsterns vorhanden sein. Möglicherweise entsteht er dort durch UV-Strahlung auf photochemischem Wege. Dies würde eine spezielle klumpige Struktur der Hochatmosphäre des Sterns voraussetzen.

Der österreichische Beitrag zu Herschel
Das Satellitenteleskop Herschel, mit dem die genannten Ergebnisse gewonnen wurden, beobachtet den Himmel in fernen Infraroten und verfügt über eine lichtsammelnde Fläche, die doppelt so groß ist wie jene des Hubble Space Telescope. "Am Institut für Astronomie der Universität Wien wurde die Software entwickelt, welche es ermöglicht, die Daten noch an Bord des Satelliten genügend stark zu komprimieren, um sie zur Erde übertragen zu können", erklärt dazu Instituts- und Projektleiter Franz Kerschbaum.

Publikation:
Warm water vapour in the sooty outflow from a luminous carbon star: L. Decin, M. Agu´ndez, M. J. Barlow, F. Daniel, J. Cernicharo, R. Lombaert, E. De Beck, P. Royer, B. Vandenbussche, R. Wesson, E. T. Polehampton, J. A. D. L. Blommaert, W. De Meester, K. Exter, H. Feuchtgruber, W. K. Gear, H. L. Gomez, M. A. T. Groenewegen, M. Guélin, P. C. Hargrave, R. Huygen, P. Imhof, R. J. Ivison, C. Jean, C. Kahane, F. Kerschbaum, S. J. Leeks, T. Lim, M. Matsuura, G. Olofsson, T. Posch, S. Regibo, G. Savini, B. Sibthorpe, B. M. Swinyard, J. A. Yates & C. Waelkens.
DOI:10.1038/nature09344
http://www.nature.com/nature/journal/v467/n7311/full/nature09344.html

Weitere Informationen:
Institut für Astronomie der Universität Wien: http://astro.univie.ac.at/

Kontakt
DDr. Thomas Posch
Institut für Astronomie
Universität Wien
1180 Wien, Türkenschanzstraße 17
T +43-1-4277-538 00
thomas.posch(at)univie.ac.at

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Mag. Veronika Schallhart
Öffentlichkeitsarbeit
Universität Wien
1010 Wien, Dr.-Karl-Lueger-Ring 1
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M +43-664-602 77-175 31
veronika.schallhart(at)univie.ac.at

Bildbeschreibung:

CWLeo_besser:
Aufnahme des Kohlenstoffsterns CW Leonis mit seiner schalenförmig aufgebauten Staubhülle. Diese besteht vor allem aus Ruß, der in großen Mengen von dem Stern produziert wird. Im inneren Bereich der Hülle wurde nun von Herschel heißer Wasserdampf entdeckt. Aufgenommen mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile. Norden ist oben und Osten ist links. Bildautor: Izan Leao, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Brazilien.

170921_2_supp_1266947_l56l72-1:
Darstellung des Kohlenstoffsterns CW Leonis auf unterschiedlichen Größenskalen:
1. Bild von unten: Herschel-Aufnahme im fernen Infrarot, auf der man die äußerste Hülle und den Übergang zur interstellaren Materie erkennt. Bildquelle: Djazia Ladjal, Instituut voor Sterrenkunde, Leuven.
2. Bild von unten: Die schalenförmig aufgebaute Staubhülle von CW Leonis, aufgenommen mit
dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte. Bildquelle: Izan Leao, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Brazilien.
3. und 4. Bild von unten: Klumpige Struktur der inneren Hülle bzw. Hochatmosphäre des Sterns.
In diesem Bereich wurden nun von "Herschel" Spektrallinien von Wasserdampf entdeckt. Bildquelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn sowie Leen Decin, Katolieke Universiteit Leuven.

Franz_Kerschbaum (Foto: W. Schraml)