Lösung für Jahrtausende altes Rätsel um hellen Stern
Rehovot (Israel) – Seit mehr als 100 Jahren rätseln Astronomen über einen auffälligen Widerspruch in historischen Sternaufzeichnungen: Der Stern Theta Eridani im Sternbild Eridanus erscheint heute mit einer Helligkeit von rund 2,9 Magnituden als vergleichsweise unscheinbarer Stern. Antike Astronomen beschrieben ihn jedoch übereinstimmend als einen der hellsten Sterne am Nachthimmel. Eine neue Studie präsentiert nun eine plausible Erklärung für dieses Phänomen.
Quelle: Waisberg u. Katz, arXiv (2026) / Universitätsbibliothek Heidelberg
Inhalt
Wie Idel Waisberg vom Weizmann Institute of Science und Boaz Katz vorab via ArXiv.org bezeichnene bereits der antik-griechische Astronom Hipparchos um 129 v. Chr. Theta Eridani als den „hellsten“ Stern im Fluss Eridanus. Auch Claudius Ptolemäus führte ihn in seinem um 137 n. Chr. entstandenen astronomischen Standardwerk „Almagest“ unter den 13 hellsten Sternen des gesamten Himmels. Rund 800 Jahre später bewertete auch der persische Astronom Al-Sufi den Stern noch mit einer Helligkeit der ersten Größenklasse.
Erst 1603 änderte sich dieses Bild schlagartig. Der niederländische Seefahrer Frederick de Houtman veröffentlichte einen Sternkatalog des Südhimmels, in dem Theta Eridani bereits nur noch mit einer Helligkeit der dritten Größenklasse aufgeführt wurde – also geradezu identisch mit seinem heutigen Erscheinungsbild. Seitdem wird diskutiert, ob die antiken Astronomen sich geirrt hatten oder ob der Stern tatsächlich über viele Jahrhunderte deutlich heller gewesen sein könnte.
Moderne Messungen liefern neue Hinweise
Waisberg und Katz halten die historischen Angaben für glaubwürdig. Zunächst überprüften sie die bislang vorgeschlagenen Erklärungen für den Widerspruch. So schlossen sie aus, dass Theta Eridani mit dem wesentlich helleren Alpha Eridani verwechselt worden sein könnte. Ebenso fanden sie keine überzeugenden Hinweise auf Abschreibfehler in den antiken Quellen oder auf fehlerhafte Korrekturen atmosphärischer Einflüsse bei Beobachtungen in Horizontnähe.
Stattdessen richteten sie ihren Blick auf den Stern selbst. Moderne Untersuchungen zeigen, dass Theta Eridani keineswegs ein Einzelstern ist, sondern aus insgesamt drei Sternen besteht. Zwei davon bilden ein enges Doppelsternsystem, während ein dritter Begleiter deutlich weiter entfernt kreist.
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Mithilfe von Interferometrie, Spektroskopie und Satelliten-Photometrie rekonstruierten die Forscher die Eigenschaften des inneren Doppelsternsystems. Die beiden Sterne umkreisen sich in einem Abstand von lediglich rund 0,083 Astronomischen Einheiten – das entspricht etwa einem Fünftel des Abstandes zwischen Merkur und Sonne. Beide besitzen mit etwa 2,3 beziehungsweise 2,2 Sonnenmassen nahezu identische Massen.
Materieaustausch könnte jahrhundertelanges Leuchten verursacht haben
Besonders bemerkenswert ist, dass beide Sterne bereits auf etwa 80 Prozent ihres sogenannten Roche-Lobus angewachsen sind – also die maximale Ausdehnung eines Sterns innerhalb eines Doppelsternsystems, bevor seine Gravitation nicht mehr ausreicht, um seine äußeren Schichten festzuhalten. Überschreitet ein Stern diese Grenze, beginnt Materie auf den Begleitstern überzuströmen.
Nach Ansicht der Autoren befindet sich der größere der beiden Sterne derzeit genau in einer Übergangsphase seiner Entwicklung: Er hat den Wasserstoffvorrat in seinem Kern nahezu aufgebraucht und beginnt sich auszudehnen.
Die Forscher vermuten, dass dieser Prozess bereits vor etwa 2.000 bis 1.000 Jahren dazu führte, dass Materie vom größeren auf den kleineren Stern überging. Damals könnte die Umlaufbahn der beiden Sterne noch etwas stärker elliptisch gewesen sein als heute. Der Materieaustausch hätte erhebliche Energiemengen freigesetzt und den Stern über einen Zeitraum von vielen Jahrhunderten deutlich heller erscheinen lassen – genau in jener Epoche, in der Hipparchos, Ptolemäus und später Al-Sufi ihre Beobachtungen dokumentierten. Im Verlauf dieses Prozesses könnte sich die Umlaufbahn allmählich beruhigt und zu der heute nahezu kreisförmigen Bahn entwickelt haben.
Noch bleiben Fragen offen
Nach Ansicht der Autoren stärkt dieses Szenario die Annahme, dass die antiken Helligkeitsangaben tatsächlich reale Beobachtungen widerspiegeln und nicht auf Irrtümern dreier unabhängiger Astronomen beruhen.
Vollständig gelöst ist das Rätsel allerdings noch nicht. Offen bleibt insbesondere, welche physikalischen Prozesse bestimmen, wie lange eine derartige Aufhellung andauern kann und welche maximale Helligkeit dabei erreicht wird. Weitere Doppelsternsysteme in vergleichbaren Entwicklungsphasen könnten künftig helfen, diese Fragen zu beantworten und die Entwicklung enger Doppelsterne besser zu verstehen.
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Recherchequelle: ArXiv.org
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