PRI (MPIfR) 04/2009 (2)	Presseinformation	2. April 2009

Im Herzen des Orion-Nebels

Erstes Bild des massereichen jungen Doppelsterns Theta 1 Ori C mit dem VLT-Interferometer der ESO

Ein internationales Team von Astronomen unter der Leitung von Stefan Kraus und Gerd Weigelt vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie hat mit dem "Very Large Telescope Interferometer" (VLTI) der Europäischen Südsternwarte ESO das bisher schärfste Bild des jungen Doppelsterns Theta 1 Ori C im Trapez-Sternhaufen im Sternbild Orion erstellt. Es handelt sich dabei um den hellsten Stern im nächstgelegenen Entstehungsgebiet massereicher junger Sterne. Die neuen Resultate zeigen deutlich voneinander getrennt zwei Einzelsterne in einem Doppelsternsystem. Die Messungen haben die extrem hohe Winkelauflösung von ca. 2 Milli-Bogensekunden, was der Größe eines Autos auf der Oberfläche des Mondes entspricht. Das Forschungsteam war in der Lage, aus den neuen Messungen die Bahndaten des Doppelsternsystems zu bestimmen, sowie die Massen der beiden Einzelsterne (38 bzw. 9 Sonnenmassen) und die Entfernung des Systems (1350 Lichtjahre). Die Ergebnisse verdeutlichen die phantastischen neuen Möglichkeiten, die sich aus hochaufgelösten Abbildungen mit der Technik der Infrarot-Interferometrie ergeben.

Die Infrarot-Interferometrie ist eine neuartige astronomische Messtechnik, die viel höhere Winkelauflösung liefern kann als konventionelle Messungen mit großen astronomischen Teleskopen. Sie ermöglicht es den Astronomen, die mit einer Reihe von Einzelteleskopen aufgenommene Strahlung zu einem sehr scharfen virtuellen Gesamtbild zu kombinieren. Das "Very Large Telescope Interferometer" (VLTI) bietet für europäische Astronomen einen Zugang zu dieser revolutionären Beobachtungstechnik und ermöglicht die direkte Erzeugung von Bildern aus interferometrischen Daten bei nahinfraroten Wellenlängen. Damit ist es möglich, Bilder mit der spektakulären Auflösung eines virtuellen Teleskops von bis zu 200 m Durchmesser zu erzeugen. Ein Team von europäischen Astronomen konnte mit VLTI-Beobachtungen unter Verwendung des Interferometrie-Strahlvereinigungs-Instruments AMBER ("Astronomical Multi-BEam combineR") die Abbildungsqualitäten dieser Beobachtungstechnik demonstrieren und den massereichen jungen Stern Theta 1 Ori C in bisher unerreichter Genauigkeit untersuchen.

Theta 1 Ori C ist der massereichste und leuchtkräftigste Stern in der Orion-Sternentstehungsregion. In einer Entfernung von nur 1350 Lichtjahren ist sie die am nächsten gelegene Region, in der massereiche Sterne entstehen. Dadurch bietet sie einen einzigartigen Einblick in die detaillierten Bildungsprozesse solcher Sterne. Die intensive Strahlung von Theta 1 Ori C ionisiert den gesamten Bereich des Orion-Nebels. Durch seinen starken Sternwind beeinflusst dieser Stern auch die berühmten Orion-Proplyds ("protoplanetary disks"), das sind junge Sterne, die noch von Staubscheiben umgeben sind, aus denen sich später Planetensysteme entwickeln werden.

Obwohl Theta 1 Ori C bei früheren Beobachtungen mit konventionellen Teleskopen wie auch mit dem Hubble-Weltraumteleskop als Einzelstern erschien, konnte das Forschungsteam die Existenz eines lichtschwächeren Begleitsterns in geringem Abstand nachweisen. "VLTI-Interferometrie mit AMBER hat uns zum ersten Mal ermöglicht, ein Bild dieses Doppelsternsystems mit einer spektakulären Winkelauflösung von nur zwei Milli-Bogensekunden zu erhalten", sagt Stefan Kraus. "Das entspricht dem Auflösungsvermögen eines Weltraumteleskops mit 130 Metern Durchmesser." Das VLTI-Bild zeigt, dass der Abstand zwischen den beiden Sternen im März 2008 nur ca. 20 Milli-Bogensekunden betragen hat. Abb. 1 zeigt das mit VLTI/AMBER erhaltene Bild und zusätzlich die Ergebnisse von Positionsmessungen des schwächeren Begleitsterns über die vergangenen 12 Jahre. Diese zusätzlichen Beobachtungen wurden mit der Technik der Bispektrum-Speckle-Interferometrie gewonnen. Dabei kamen Teleskope von 3,60 m bis 6 m Spiegeldurchmesser zum Einsatz, die hochauflösende Beobachtungen auch bei optischen Wellenlängen bis hinunter zu 440 Nanometern ermöglichten.

Die Zusammenstellung aller Messungen zeigt, dass der Begleitstern sich auf einer sehr exzentrischen Umlaufbahn mit einer Umlaufdauer von 11 Jahren bewegt. Unter Anwendung des dritten Kepler-Gesetzes können die Massen beider Sterne zu 38 bzw. 9 Sonnenmassen bestimmt werden. Darüber hinaus kann aus diesen Messungen eine trigonometrische Entfernung des Sterns Theta 1 Ori C und damit des Zentralbereichs des gesamten Orion-Sternentstehungsgebiets abgeleitet werden. Der Wert von 1350 Lichtjahren stimmt hervorragend mit dem Resultat überein, den eine weitere Forschungsgruppe unter der Leitung von Karl Menten, ebenfalls vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie, aus der Bestimmung trigonometrischer Parallaxen einer Reihe von Sternen im Orion-Nebel erhalten hat. Sie erfolgte über die mit dem Very Long Baseline Array beobachtete nichtthermische Radiostrahlung dieser Sterne. Die hier vorgestellten Ergebnisse sind wichtig nicht nur für die Untersuchung des Orion-Sternentstehungsgebiets selbst, sondern auch für die Verbesserung theoretischer Modelle für die Entstehung von massereichen Sternen.

Seit dem Jahr 1609, als Galileo Galilei zum ersten Mal ein Fernrohr gen Himmel richtete, hat sich die beobachtende Astronomie sowohl in der erfassbaren Wellenlänge als auch in der erreichbaren Auflösung erheblich weiterentwickelt. "Unsere Beobachtungen zeigen die faszinierende neue Bildqualität von VLTI. Die Anwendung der Technik der Infrarot-Interferometrie wird zweifellos zu einer Reihe fundamentaler neuer Entdeckungen führen", sagt Gerd Weigelt.

Abbildung 2: ESO-Teleskope auf dem Cerro Paranal. In den großen Kuppeln befinden sich die UT-Teleskope mit je 8,20 m Durchmesser, in den kleinen Kuppeln im Vordergrund die AT-Teleskope mit je 1,80 m Durchmesser. Das Bild von Theta 1 Ori C wurde erstellt mit einem virtuellen Riesenteleskop mit 130 m Durchmesser, erreicht durch die Zusammenführung (Interferenz) des Lichts von je drei AT-Teleskopen in drei unterschiedlichen Anordnungen.
Bild: MPIfR (Gerd Weigelt). (Bitte Anklicken für höhere Auflösung).

Originalveröffentlichung:

Tracing the young massive high-eccentricity binary system Theta 1 Orionis C through periastron passage, S. Kraus, G. Weigelt, Y.Y. Balega, J.A. Docobo, K.-H. Hofmann, T. Preibisch, D. Schertl, V.S. Tamazian, T. Driebe, K. Ohnaka, R. Petrov, M. Schoeller, M. Smith, Astronomy & Astrophysics vol. 497, p. 195 (2009).

Weitere Informationen:

Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR).

Forschungsgruppe Infrarot-Interferometrie am MPIfR.

Europäische Südsternwarte (ESO).

Astronomical Multi-BEam combineR (AMBER) am ESO-Standort Paranal.

The distance to the Orion Nebula, K. M. Menten, M. J. Reid, J. Forbrich, A. Brunthaler, 2007, Astronomy & Astrophysics Vol. 474, pp. 515-520.

Parallele und frühere Presseinformationen:

High-resolution image of the brightest Orion Trapezium star, A&A Press Release, April 02, 2009.

Hundred metre virtual telescope captures unique detailed colour image, ESO Presseinformation 06/09, 18. Februar 2009.

Die Winde junger Sterne, PRI (MPIfR) 10/2008 (2), 10. Oktober 2008.

The Growing-up of a Star, ESO-Presseinformation 03/08, 29. Januar 2008.

Shedding New Light on the Life Cycle of Stars, MPIfR & MPG Presseinformation 02/2007, 21. Februar 2007.

Kontakt:

Dr. Stefan Kraus,
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn.
Fon: +49-228-525-395
E-mail: skraus (at) mpifr.de

Prof. Dr. Gerd Weigelt,
Leiter der Forschungsgruppe Infrarot-Interferometrie,
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn.
Fon: +49-228-525-243
E-mail: gweigelt (at) mpifr.de

Dr. Norbert Junkes,
Öffentlichlkeitsarbeit,
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn.
Fon: +49-228-525-399
E-mail: njunkes (at) mpifr.de