"Eine magere Sternschnuppe zog eine Silberbraue über Beteigeuze" (an dem zornigen Namen besoff sich mein Vater einmal, so um '22: "Beteigeuze, die Riesensonne", Artikel im Fremdenblatt).
- Arno Schmidt, Leviathan oder W.I.E.H. (1949) S. 52.
Tree-tangled still, autumn Orion climbs
Up from among the North Wind's shuddering emblems
Into the torrent void
And dark abstraction of invisible power,
The heart and boreal substance of the night.
Pleione flees before him, and behind,
Still sunken, but prophetically near,
Death in the Scorpion hunts him up the sky
And round the vault of time, round the slow-curving year,
Follows inescapably
And to the end, aye, and beyond the end
Will follow, follow; for of all the gods
Death only cannot die.
Aldous Huxley, "Orion" (1931)
(Beteigeuze im Verhältnis zum Sonnensystem dargestellt. "Astronomy Picture of the Day" der NASA für den 1. Januar 2020)
Zu den spektakulärsten Ereignissen, die das Universum zu bieten hat, zählt die Explosion eines massereichen Sterns als Supernova. Es ist nicht ausgeschlossen – nicht wahrscheinlich, aber durchaus möglich - daß wir in kurzer Zeit (und hiermit ist nicht eine kurze Zeit im Sinne der Astronomie, die eher in Jahrmillionen als in Jahren rechnet, gemeint, sondern „innerhalb der nächsten Wochen“) Zeugen eines solchen kosmischen Infernos in unserer Nachbarschaft in unserer Heimatgalaxis, der Milchstraße werden, wenn ein Stern, dessen Masse das Mehrfache unserer Sonne beträgt, seine Existenz in einem Materie- und Lichtausbrauch beendet, der ihn für Tage oder Wochen heller leuchten läßt als die gesamte Galaxie, deren Teil er darstellt.
Bei dem fraglichen Stern handelt es sich (nach der Überschrift und dem Bild nicht überraschend) um Beteigeuze, dessen rötlicher Glanz schon bei der Betrachtung mit dem bloßen (oder "unbewaffneten", wie die Astronomen sagen) Auge auffällt, und der die linke Schulter (aus "unserer" Sicht*) des Himmelsjägers Orion bildet - der einen der beiden Konstellationen, die auch Laien, denen ansonsten die Himmelskunde Hekuba ist, geläufig und ohne Schwierigkeiten am Nachthimmel auffindbar sind. Das andere Sternbild ist der "große Wagen", über Jahrtausende, vor der Erfindung der Smartphones mit Kompaß-App, der zuverlässige Weiser für die Himmelrichtung Norden, vom Polarstern markiert, auf den die "Deichsel," gebildet aus den Sternen Merak und Dubhe , weist. (Der Protokollant benutzt während seiner Nachtwanderungen bei sternklarem Himmel das gegenüberliegende "Himmels-W" der Kassiopeia, das denselben Zweck erfüllt.) Sowohl der Große Bär als auch Orion, der den Winterhimmel markant beherrscht, umfassen in toto wesentlich mehr Sterne und Fläche als die geläufigen jeweils sieben. (* Aus "Sicht des Jägers" kann man nicht gut sagen: etwa die Hälfte der Sterne, die das Sternbild ausmachen, gehören zwar zu einer "Sternpopulation" - die drei Gürtelsterne Alnilam, Alnitak und Mintanka und die beiden "Füße" - sie befinden sich in derselben Entfernung zu uns und sind am gleichen Ort entstanden; für die andere Hälfte, einschließlich Beteigeuze, gilt dies nicht; bei den meisten Sternbildern gibt es hingegen keinerlei Zusammenhang zwischen den Sternen, die hier zu mehr oder minder markanten Gruppen zusammengefaßt und mit Namen und Sternsagen belegt worden sind.) (Zwei Bemerkungen noch voraus: die Astronomie bedient sich, aus historischen Gründen, oft einer paradox anmutenden Terminologie: die Helligkeit von Sternen wird in "Größenklassen" oder "Magnituden" angegeben; je kleiner diese Zahl ist, desto heller leuchtet er; die hellsten Himmelkörper und Planeten werden mit negativen Zahlen notiert; diese Skala ist logarithmisch: ein Stern, der um eine Größenklasse schwächer als sein Nachbar strahlt, leuchtet 2,58-mal so schwach; ein Stern, der um fünf Größenklassen schwächer zu sehen ist, weist genau ein Hundertstel dieser Helligkeit auf. Für das menschliche Auge - wenn optimale Bedingungen gegeben sind - Sterne ab der sechsten Größenklasse nicht mehr auszumachen. Zweitens: der "Blick nach draußen" ist in der Astronomie auch immer ein Blick in die Vergangenheit. Wegen der endlichen Geschwindigkeit des Lichts sehen wir den Mond etwa so, wie er vor einer Sekunde war; die Sonne, wie sie vor acht Minuten war, das Licht des nächsten Sterns, Alpha Centauri, benötigt 4,3 Jahre für seinen Weg, und die nächste große Spiralgalaxie, den Andromedanebel, sehen wir "zu einem Zeitpunkt" von vor zweieinhalb Millionen Jahren. Es gibt einen angelegentlich in der Literatur des frühen 20. Jahrhunderts auftauchenden Topos: die Bemerkung, die "viele Sterne, die wir noch am Himmel sehen, längst erloschen sein könnten, und wir sie noch sehen, weil das 'Verlöschen' uns noch nicht erreicht hat." Der Gedanke geht auf Camille Flammarion zurück; er taucht etwa bei Thomas Mann auf. Triftig ist er nicht indes nicht: fast alle Sterne, die wir mit bloßen Auge sehen, sind uns so sah, daß wir sicher sein können, daß sie noch viele Millionen Jahre vor sich haben. Um über viele hunderte oder tausende Lichtjahre sichtbar zu sein, muß ein Stern schon eine immense Leuchtstärke besitzen. Die einzigen Kandidaten, von denen denkbar ist, wir könnten in diesem Fall "aktuell" "Gespenster sehen", weil ihre Explosion nahe bevorstehen könnte, sind Eta Carinae und eben Beteigeuze.)
Ende Oktober 2019 fiel es zwei Astronomen, Richard Wasatonic und Edward Guinan von der University of Villanova in Pennsylvania, die die Helligkeitsschwankungen von Beteigeuze seit fünfundzwanzig Jahren regelmäßig registrieren, auf, daß der Stern an Helligkeit verloren hatte; und zwar in einem Maß, daß über die periodischen Variationen hinausgeht. Normalerweise steht Beteigeuze unter den hellsten Sternen an sechster oder siebter Stelle (diese Ungenauigkeit verdankt sich nicht unzureichender Meßtechnik, sondern den üblichen Schwankungen), mit einer Helligkeit von -0,4 bis -0,3 mag auf eine Helligkeit auf 1.12 mag am 7. Dezember. Anfang Dezember teilten sie ihre Beobachtung auf einem Bulletin Board, einem Schwarzen Brett im Internet für astronomische Nachrichten, The Astronomer's Talegram mit:
The Fainting of the Nearby Red Supergiant Betelgeuse
ATel #13341; E, F. Guinan, R. J. Wasatonic (Villanova Univ.) and T. J. Calderwood (AAVSO)
on 8 Dec 2019; 03:57 UT
Credential Certification: Edward Guinan (edward.guinan@villanova.edu)
Subjects: Infra-Red, Optical, Ultra-Violet, A Comment, Star, Variables
Referred to by ATel #: 13365
V-band and Wing TiO-band and Near-IR photometry of the semi-regular variable red supergiant, Betelgeuse (alpha Ori; M1.5 - M2.5 Iab) has been carried out over last 25+ years. This photometry was joined by complementary B & V photometry from T. Calderwood (AAVSO). Betelgeuse and Antares are the two nearest red supergiant core-collapse Type-II supernova (SN II) progenitors. Photometry from this season shows the star has been declining in brightness since October 2019, now reaching a modern all-time low of V = +1.12 mag on 07 December 2019 UT. Betelgeuse undergoes complicated quasi-periodic brightness variations with a dominant period of ~420 +/-15 days. But also Betelgeuse has longer-term (5 - 6 years) and shorter term (100 - 180 days) smaller brightness changes. Currently this is the faintest the star has been during our 25+ years of continuous monitoring and 50 years of photoelectric V-band observations. The light variations are complicated and arise from pulsations as well from the waxing and waning of large super-granules on the star's convective surface. Measures of Wing TiO-band (705 nm) and near-IR colors indicate that currently Betelgeuse has relatively strong TiO-bands and has a corresponding lower photospheric temperature of T~3580 K (relative to T~ 3660 K near maximum brightness- typically V ~ 0.2-0.3 mag). This is an opportune time to secure photometry, spectroscopy, spectropolarimetry and if possible interferometry and Adaptive Optics(AO) imaging. Betelgeuse is being frequently monitored during 2019/20 with HST by Andrea Dupree (CfA) as the leading part of the 2019/20 CfA MOB program (the.mob@cfa.harvard). (Link)
In einem Update vom 23 Dezember bestätigten sie, daß sich die Verdunkelung weiter fortgesetzt hat.
Diese Helligkeitsabnahme hat nun zu Spekulationen geführt, daß Beteigeuze sich im Anfangstadium einer Supernovaexplosion befinden könnte. (Im Englischen ist die Variante "Betelgeuse" üblich, dessen gewohnte Aussprache "beetle juice" nicht nur den Titel für eine Filmkomödie von Tim Burton geliefert hat, sondern auch regelmäßig zu Heiterkeit im Physikunterricht führt; im Geschichtsunterricht steht dem der Reichtstag zu Worms von 1521 zur Seite, dessen englische Bezeichnung "diet of Worms" auch in aller Regel kulinarische Assoziationen weckt, als deutsche Gymnasien noch altsprachlich waren, gab es dort denselben Effekt, wenn der Name des altgriechischen Dichters Archilochos fiel.) Die Theorie - und mehr als eine Theorie ist es bislang nicht, ist, daß ein Stern in dieser letzten Phase seiner Existenz außergewöhnlich starke Sternwinde entwickelt; daß die rasant und exponenziell zunehmenden Fusionsprozesse in seinem Innern die äußeren Gasschichten fortblasen, diese abkühlen und den Stern als Blase, als Nebel umgeben und das Licht des Sterns absorbieren, so daß es für einen Betrachter von außen aussieht, als würde die Helligkeit des Gesamtsterns rasant zurückgehen.
Sterne sind natürliche Fusionsreaktoren; die Gase, aus denen sie entstehen, fallen unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammen; dabei nehmen Druck und Temperatur soweit zu, daß ab einer Temperatur zwischen 10 und 20 Millionen Grad Fusionsprozesse einsetzen und die Wasserstoffatome (die nach der Zusammensetzung des interstellaren Mediums rund 90 Prozent seiner Materie ausmachen) zu Helium verschmelzen; die dabei freiwerdende Energie wandert, immer wieder abgelenkt und blockiert, allmählich nach außen und wird, wenn sie die äußeren, dünnen Atmosphärenschichten (die sogenannte "Photosphäre") erreicht hat, nach außen abgestrahlt (bei einem Stern von der Größe unserer Sonne braucht dieser Prozeß rund eine Million Jahre). Je nach ihrer Masse unterscheiden sind Sterne dabei erheblich und Temperatur und Leuchtkraft; "rote Zwerge"von vielleicht einem Zehntel der Sonnenmasse, die womöglich 90 oder 95 Prozent aller Sterne ausmachen, können gewissermaßen "auf Sparflamme" über 100 Milliarden Jahre lang leuchten; unsere Sonne wird ihren Wasserstoffvorrat innerhalb von 8 oder 9 Milliarden Jahren verbraucht haben (ein Zeitraum, von dem, wenn die Modellrechnungen stimmen, etwa die Hälfte vergangen ist); ein Stern mit eineinhalb Sonnenmassen hat eine "Lebenserwartung" von 3 Milliarden Jahren, bei 3 Sonnenmassen schrumpft sie auf 370 Millionen Jahre und bei 10 auf 32 Millionen. Bei Beteigeuze, mit gut 11,7 mal der Masse unserer Sonne, sagen die Modelle eine Lebensdauer zwischen 8,5 und 9 Millionen Jahren voraus. Und dies ist nun auch recht genau die Zeitspanne, die seit der Entstehung dieser Sonne entstanden ist; neuer Modellrechnungen sagen voraus, daß Beteigeuze innerhalb der nächsten 100.000 Jahre das Supernova-Stadium erreichen wird, daß Sternen von einer Masse von mehr als fünf oder sieben Sonnenmassen bevorsteht..
Die "Heliumasche" als Produkt der Wasserstofffusion sammelt sich im Lauf der Zeit im Zentrum der Sterns; die "Brenzone" des Wasserstoff verlagert sich nach außen (da das Volumen, in dem die Fusion stattfindet, sich vergrößert, nimmt die Energieproduktoin im Lauf der Jahrmilliarden zu; es wird geschätzt, daß sich die Leuchtkraft unserer Sonne etwa um ein Drittel vergrößert hat, seit sie zu eiem außergewöhnlich stabilen Stern der Hauptreihe geworden ist). Sterne sind Gaskugeln, in denen sich die Schwerkraft, die die Gasmassen zusammenzieht, und der Strahlungsdruck aus der erzeugten Fusionsenergie die Waage halten. Die genannten Prozesse führen dazu, daß sich im Lauf eines Sternlebens der Druck und die Temperatur im Zentrum weiter erhöhen, bis bei einer Temperatur von rund 100 Milliarden Grad das Helium zu fusionieren beginnt und die Helium-Atomkerne zu Kohlenstoff zu verschmelzen beginnen. Dieses Phänomen wir als Heliumblitz bezeichnet, während dem ein Großteil des angesammelten Heliums schlagartig "verbrennt" (die physikalischen Vorgänge sind einigermaßen komplex und tun zur Schilderung dieser Abläufe wenig zur Sache; es hat damit zu tun, daß das Heliumplasma ein um Größenordnungen bessere Wärmeleiter ist als das Hydrogenplasma). Während Sterne von der Masse der Sonne nicht über die Heliumfusion hinauskommen und nach dem Aufbrauchen des Wasserstoff- und Heliumvorrats zu roten Zwergsternen schrumpfen, setzt sich in schweren Sternen die Kette fort: bei stetig höheren Temperaturen fusioniert Kohlenstoff zu Neon, dieser zu Sauerstoff, dieser schließlich zu Silizium, mit weiteren Elementen, die als Zerfallsprodukte dieser Reaktionsketten entstehen. Sämtliche Atome im Universum, die schwerer als als die Elemente Wasserstoff und Helium, die beim Urknall entstanden sind, sind das Resultat dieser sogenannten "Nukleosynthese", dieser natürlichen Alchemie. Jedes einzelne Atom unseres Körpers, das nicht Wasserstoff oder Helium ist, ist, im Wortsinn Sternenasche, es sit im Innern einer massereichen Sterns entstanden, dessen finale Explosion das interstellare Medium damit angereichert hat, aus dem, vor rund viereinhalb Milliarden Jahren, unser Sonnensystem kondensiert ist.
Was ist nun mit den Elementen "jenseits" des Eisens? Mit Blei, Gold, Uran, allem, was ein höheres Atomgewicht als das Element Fe aufweist? Nun: die geschilderte Reaktionskette reißt beim Eisen ab. Die "Eisenasche" kann nicht mehr unter Energiefreisetzung zu schwereren Elementen fusionieren; jede Erzeugung verbraucht mehr Energie als sie freisetzt, egal wie hoch Temperatur und Druck werden. Im Zentrum des Sterns bildet sich ein Eisenkern. Welche Vorgänge nun zum Tragen kommen, ist weitgehend ungeklärt. Fest steht, DASS sie ablaufen: Supernova-Explosionen, wie sie jedes Jahr mehrere Male in fernen Galaxien registriert werden, bezeugen den Ablauf. Der Eisenkern kollabiert weiter unter seiner eigenen Schwerkraft, die gängigen Modelle gehen davon aus, daß der Strahlungsdruck im Lauf dieser jetzt mit einer wahnwitzig anmutenden Rasanz ablaufenden Vorgänge (für einen Stern von 25 Sonnenmassen dauert die Heliumfusionsphase 50.000 Jahre; die Kohlenstofffusion 600 Jahre (bei 60 Millionen Grad), die Neonfusion 1 Jahr (bei 120 Milleionen Grad), die Sauerstofffusion 6 Monate (15 Millionen Grad) und die Siliziumfusion (bei Temperaturen von 270 Millionen Grad) einen Tag) schlagartig nachläßt und die gesamte äußere Hülle des Sterns explosionsartig auf diesen schweren Kern stürzt; die dabei freiwerdende Energie sprengt die äußeren Schichten des Sterns weg und läßt den Kern von etwa ein bis zwei Sonnenmassen als Neutronenstern zurück (ein Kollapsar mit einem Durchmesser von 10 bis 20 Kilometern; dessen Materie - "Materie" träfe es besser - das dichteste und schwerste im Universum ist: die Elektronen sind durch die gewaltige Dichte und den Druck in den Atomkern selbst "hineingepreßt" worden), der, weil der Drehimpuls erhalten bleibt, pro Sekunde mehrere hundert Mal um seine Achse rotiert; ein sogenannter Millisekundenpulsar.
Beteigeuze befindet sich rund 640 Lichtjahre von uns entfernt. Das ist nicht, was Astronomen als "unsere unmittelbare Nachbarschaft" bezeichnen (je nach Gusto wird darunter der Bereich im Umkreis von 32 Lichtjahren um unsere Sonnensystem verstanden - in dieser Entfernung würde die Sonne für einen Betrachter, dessen optische Organe die gleich Leistungsfähigkeit wie menschliche Augen aufwiesen, unsichtbar werden, oder 50 oder 100 Lichtjahre). Das ist auch gut so: die Energie, die bei einem solchen Sterntod in dieser Nähe freigesetzt würde, könnte höchst desaströse Folgen für die Biosphäre auf Sol III, genannt Terra, und, soweit wir wissen, einziger Heimstatt von Leben und Intelligenz im Universum, nach sich ziehen. Die genaue Entfernung ist im Fall von Beteigeuze mit einer etwas größeren Unsicherheitsmarge versehen als üblich; sie beträgt etwa 100 Lichtjahre. Da Beteigeuze ein variabler Stern ist, dessen Durchmesser (und dessen Leuchtkraft) mit einiger Regelmäßigkeit schwankt, schlägt sich das in der Messung der Parallaxe nieder, also der scheinbaren Verschiebung vor dem Himmelshintergrund, der durch die Bewegung der Erde um ihre Zentralgestirn verursacht wird; bei "einem Parsec", also einer Verschiebung von einer Bogensekunde pro Halbjahr, befindet sich ein Objekt 4,25 Lichtjahre von uns entfernt. Die Parallaxenmethode weist ab 400 Lichtjahren so große Unsicherheiten auf, daß die Astronomen auf andere "Standardkerzen" zur Entfernungsbestimmung zurückgreifen; zumeist auf die Perioden der Helligkeitsschwankungen von Cepheiden, deren Masse (und damit absolute Leuchtkraft) ganz eng an die Schwankungsdauer gekoppelt sind. Aus den Daten, die über andere Supernovaexplosionen des Typs II (*) vorliegen, kann man aber ungefähr, in grober Näherung, abschätzen, welches Schauspiel uns erwarten würde, wenn es diesmal dazu käme. Der Stern würde sehr schnell, binnen weniger Stunden, zum hellsten Objekt am Nachhimmel werden (vom Mond einmal abgesehen). Man ist hier, da natürlich nicht alle Faktoren genau bestimmt sind, auf Schätzwerte angewiesen: es wird davon ausgegangen, daß der Lichtpunkt nach Erreichen seiner größten Helligkeit so hell leuchten würde wie der Vollmond, mindesten aber wie die zunehmende Mondsichel. Die sichtbare Helligkeit könnte bei -10 mag liegen (das ist nichts gegen die Sonne, die eine Leuchtkraft von -26,74 ausweist). Der Stern wäre bei Tag mit bloßen Auge sichtbar (das ist die Venus in ihren hellsten Phasen mit einer Helligkeit von -5 mag auch - wenn man weiß, wo man sie am Himmel zu suchen hat). Der Stern würde zwei Wochen lang das alles überstrahlende Objekt am Nachthimmel sein, und dann langsam verblassen, bis er nach Monaten, vielleicht anderthalb Jahren, unter die Sichtbarkeitsgrenze fallen würde.
(* Supernovae gibt es in zwei "Ausführungen"; erst im Lauf der 20. Jahrhunderts konnten Astronomen aufschlüsseln, daß "Sternexplosion" nicht gleich "Sternexplosion" ist: Beim "Typs II" handelt es sich um den geschilderten Sterntod, Danach fällt dort der Vorhang. Anfang des 20. Jahrhunderts wurde aber registriert, daß manche Sterne multiple Abschiedvorstellungen geben. Bei diesen Supernovae des Typs I handelt es sich um Doppelsterne - oder "ehemalige Doppelsterne", deren massiverer Partner vor ihnen den klassischen Tod gestorben ist; der übriggebliebene Neutronenstern kreist so nahe um den verwitweten Partner, daß er große Teile seiner äußeren Atmosphärenschichten an sich ziehen kann. Diese akkumulieren; und wenn Druck und Temperatur in dieser neuen Gasschicht hoch genug geworden sind, zündet das Plasma per Waserstoffusion; der Stern leuchtet blitzartig auf, verlöscht sehr schnell wieder, und das SPiel kann von neuem beginnen.)
Die Schwierigkeit bei der Bestimmung des Ablaufs (und OB es hier überhaupt aktuell zu einem solchen kommen wird, oder doch erst in 100.000 Jahren) liegt darin, daß den Astronomen keine Daten, und schon gar keine mit modernen Instrumenten registrierten und analysierten, vorliegen. Zwar sind hunderte von Supernovae in entfernten Galaxien registriert worden (am bekanntesten ist SN 1987 A, die 1987 in der Großen Magellanschen Wolke in einer Entfernung von 150.000 Lichtjahren explodierte): aber naturgemäß richtet sich die Aufmerksamkeit, richten sich die Spiegel- und Radioteleskope erst darauf, wenn das Licht der Explosion im Sonnensytsem eintrifft und sich der Vorgang mitten im Vollzug befindet. Das Instrumentarium, mit dem das elektromagnetische Spektrum auf seinen Informationsgehalt auskultiert werden kann, ist zumeist weiger als ein Jahrhundert alt. Und in dieser Zeit hat es in unserer Milchstraße keine registrierte Supernovaexplosion gegeben. Und schon gar nicht hat man einen Kandidatenstern im Vorlauf einer Explosion beobachtet. Man weiß also nicht, wie groß etwa der Materieverlust durch die Sternwinde ist, ob es klare Anzeichen für einen katastrophalen Kollaps des Kerns gibt, ob der Flux der Neutrinos als Signal für die im Innern ablaufenden Fusionsvorgänge genutzt werden könnte. (Bei SN 1987 A gab es drei Stunden vor dem Ansteigen der Lichtkurve eine massive Zunahme der registrierten Neutrinos, als deren Quelle einzig dies in Frage kommt; allerdings zählen "Neutrinoteleskope", bei denen diese fast gänzlich masselosen Teilchen Neutronen aus den Atomkernen der als "Meßwerkzeug" dienenden Lösung herausschlagen, nur die Gesamtzahl der sie, bzw die Erde durchquerenden Geisterteilchen, nicht deren Richtung.)
Daß Beteigeuze ein veränderlicher Stern ist, fiel zuerst dem englischen Astronom John Herschel 1836 auf; die ersten photometrischen Messungen fanden seit Mitte der 1920er Jahre statt, nachdem man nicht mehr auf die bisherige Pi-mal-Daumen-Schätzung des menschlichen Auges am Okular des Teleskops angewiesen war (aus dieser Ungenauigkeit resultiert die Klassifikation von Beteigeuze als Alpha Orionis durch Konrad Beyer im 17. Jahrhundert, der die Nomenklatur einführte, die Sterne einer Konstellation in der Reihenfolge ihrer Helligkeit mit den Buchstaben des griechischen Alphabets durchzunummerieren; manche dieser Bezeichnungen sind seitdem bekannter als ihre "eigentlichen Namen"; etwa Alpha Centauri statt "Toliman"). Beteigeuze gilt als semi-periodischer Variabler: zwei Zyklen des Aufleuchten und Abdimmens überlagern sich hier: einer von rund 5,9 Jahren und eine geringerer mit einer Dauer von gut 425 Tagen. Es ist durchaus möglich, ja sogar wahrscheinlich, daß die gegenwärtige Leuchtschwäche darauf zurückzuführen ist, daß beide Zyklen sich momentan im Minimum befinden - wir wissen es nicht. Es ist nicht einmal klar, was diese unterschiedlichen Periodizitäten auslöst. Bei den oben erwähnten "Standardkerzen" der Cepheiden ist der Wirkmechanismus das dreifach ionisierte Helium in der äußeren Sternatmosphäre: es absorbiert die ausgestrahlte Energie aus dem Sterninnern ab einer gewisen Temperaturüberschreiung besser als die Helium-Atome, die nur zwei ihrer Schalenelektronen verloren haben; der Effekt ist, daß die Sternoberfläche abkühlt und dunkler wird; woraufhin sich der Prozeß zugunsten der zweifach ionisierten Heliums umkehrt, bis die Energiemenge in den oberen Schichten wieder angestiegen ist und der Tanz sich wiederholt. Beim elfjährigen Aktivitätszyklus der Sonne spiel augenscheinlich der Magnetismus dieses gewaltigen Plasma-Dynamos eine zentrale Rolle, ohne daß man bislang erklären könnte, welche Mechanismen in welcher Weise einwirken. Das letzte derartige Minimum für Beteigeuze wurde zum Jahreswechsel 1926/27 von Joel Stebbins am Washburn Obersvatory registriert, als der Stern auf eine Helligkeit von 1.25 mag "herabdimmte"; sollte es sich um eine solche "verstärkte Periodizität" handeln, werden wir dies in den kommenden Wochen sehen: ab Ende Januar wäre dann wieder ein Helligkeitsanstieg zu erwarten.
Während der letzten tausend Jahre (nun: 1014 Jahre, um genau zu sein) hat es in unserer "galaktischen Nachbarschaft", wenn wir den Terminus etwas generöser verwenden, vier Supernova-Explosionen gegeben - sie fallen sämtlich vor die Erfindung des Teleskops. die von 1054, deren Überrest heute den "Krebsnebel" im gleichnamigen Sternbild bildet, in einer Entfernung von 6500 Lichtjahre; SN 1572, "Tychos Nova" vom Oktober 1572 im Sternbild Kassiopeia, zwischen 8000 und 9800 Lichtjahre entfernt und "Keplers Nova" aus dem Jahr 1604 (20.000 Lichtjahre entfernt) - die beiden letzten führten, neben der Erfindung des Teleskops 1608/09 und Kopernikus' De revolutionibus orbium coelestium von 1543 zur Initialzündung der "astronomischen Revolution", weil sie bewiesen, daß die "himmlische Sphäre" ebenso Änderungen unterlag wie das irdische Jammertal, das in der Folge von Adams Sündenfall Tod und Vergänglichkeit ausgesetzt war. Und die hellste aufgezeichnete Supernova, die am 30. April 1006 aus einer Distanz von 7000 Lichtjahren im Sternbild im Sternbild Wolf, Lupus, aufleuchtete und als deren größte Helligkeit eine Magnitude von -7,5 errechnet worden ist. Der chinesische Astrologe Zhou Keming deutete die goldgelbe Farbe des neuen Sterns am 30. Mai 1006 als verheißungsvoll und Gold und Reichtum für alle bringend; die Chronik von St. Gallen notierten, der neue Stern sei drei Monate lang sichtbar gewesen, "manchmal zog er sich zusammen, dann wieder breitete er sich aus, und mitunter schien er zu erlöschen". Der ägyptische Astronom Ali ibn Ridwan vermerkte in einem Kommentar zu Ptolemäus' Tetrabiblion, die Helligkeit habe ein Viertel des Vollmonds betragen.In einigen Quellen wird erwähnt, er habe bei Nacht Schattenwurf erzeugt. Sollte uns wieder ein solches kosmisches Schauspiel ins Haus stehen, diesmal in einem Zehntel der bisherigen Distanzen, dürfte man ein Glieches erwarten, bevor der Stern verlischt und ein des markantesten Sternzeichen nie mehr so aussehen wird, wie es die Menschheit gekannt hat, seit sie begonnen hat, die wahllos verteilten Lichtpunkte der Nacht zu Figuren zu ordnen und Geschichten über diese Gestalten zu erzählen.
Apropos Erzählen: Supernovae sind angelegentlich "ein Thema" jener Literaturgattung, die sich mit dem Kosmischen, dem Zukünftigen befaßt, also der Science Fiction gewesen - wenn auch nicht so häufig, wie es jemand, der nicht mit dem Gros dieses Kanon vertraut ist, glauben könnte. Beteigeuze als spezieller Fokus kommt kaum vor - seine Entfernung und sein geringes Alter, das keine Bildungs von Planeten zuläßt, machen den Stern als Aufhänger einer dramatischen Handlung eher uninteressant: In Robert Saywers Calculating God aus dem Jahr 2000 findet das Ereignis, das hier Thema ist, zum Romanende hin statt; die Strahlung - hier die harte Gammastrahlung (die aus dramatischen Gründen als lethal geschildert wird) wird auf unerklärliche Weise absorbiert, bevor sie die erwarteten Schäden anrichten kann; der Roman dreht sich um den Vorwand, daß außerirdische Besucher die Erde heimsuchen und die dortigen Atheisten von der Existenz einer göttlichen Macht zu überzeugen; die Invention ist der letzte Beweis (es dürfte selten sein, daß ein durchaus ernstzunehmender, seriöser Autor mit derartiger Chuzpe auf die alte und nicht gut angesehene literarische Technik des Deus ex machina zurückgegriffen hat); daß angedeutet wird, die Exploiosn könnte künstliche verursacht worden sein, erinnert an Jack McDevitts Infnity Beach, ebenfalls aus dem Jahr 2000, in der die Menschheit des Jahres 3000, diesmal weit ab von jedem Planetensystem, sechs Supernova-Kandidatensterne zu gleicher Zeit "zündet", um nach einem Jahrtausend vergeblicher Suche nach "Gefährten im Kosmos" quer durch das Universum ein Signal zu setzen: "Wir sind hier!". Religiös, fast blasphemisch unterfüttert ist auch Arthur C. Clarkes wohl berühmteste Kurzgeschichte "The Star" von 1955, die beginnt: "It is three thousand light years to the Vatican...": in der eine interstellare Expedition (der Erzähler ist der diensttuende Astronom und Jesuit) Beweise dafür findet, daß der Stern von Bethlehem, die vor den 3000 Jahren interner Erzählzeit die Geburt des Erlösers verkündete, eine Supernova war, die eine blühende, fortgeschrittete Zivilisation auf dem Planeten, der diesen Stern umkreiste, ausgelöscht hat.
Die zweite und näherliegende Variante einer literarischen Anwendung liegt darin: das Leben auf der Erde durch den Ausbruch einer - naturgemäß näher situierten - Supernova - zu bedrohen oder zu einem Abschluß zu bringen. In Roger MacBride Allens und Eric Kotanis Supernova aus dem Jahr 1991 ist es Sirius (der Erzähler entdeckt einen stellaren Wirkmechanismus, in dem von weiße Begleitsterne - wie es Sirius B darstellt - auch bei "dafür zu untergewichtigen Begleitsternen" - wie Sirius A - trotzdem eine solche Kettenreaktion auslösen können); in Charles Sheffield Aftermath von 1998 ist der Alpha Centauri; auch hier haben böse Aliens mit einer Supertechnik schlußendlich die Tentakel im Spiel. Bei diesen Texten spielt die stellare Katastrophe nur die Rolle des MacGuffin: des auslösenden Moments, ungeachtet ihrer Probabilität. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Krisenschilderung - und den spektakulären Lichteffekten, die der Einschlag der hochenergetischen Strahlung in die Atmosphäre zaubert, bevor die Folgen die irdische Zivilisation zum Kollaps bringen und das schiere Überleben in den Vordergrund rückt. In Richard Cowpers The Twilight of Briareus aus dem Jahr 1974 sterilisiert die Explosion von "Delta Briareus" in einer Entfernung von 132 die Menschheit (der deus ex machina besteht in diesem Fall darin, daß die bei Eintreffen der Teilchenkaskaden gezeugten letzten Kinder Wunderkräfte entwickeln, die in der Sf der vorhergehenden Generation gern den "Mutanten" zuwuchsen, die das Resultat radioaktiver Strahlung waren.)
(Der Protokollant kann nicht anders, auch wenn es eine kleine Nickligkeit ist: Cowpers Namensgebung stand ihm beim Genuß des Romans, der bis auf das letzte Drittel eine elegische, spätherbstlich gefärbte Schilderung einer zum Untergang, zum Aussterben verurteilte Menschheit darstellt, doch sperrig entgegen. Es gibt keine Konstellation, die den Namen "Briareus" trägt; der Autor gibt als Bedeutung "The Serpent's Head," "Der Kopf der Schlange" an. Nun gibt es am Nordhimmel ein Sternbild "Schlange" - das einzige Sternbild übrigens, das in zwei Teile zerfällt: den Schwanz und den Kopf, unterbrochen von Ophiuchus, dem "Schlangenträger". Der vierthellste Teil im westlichen "Kopf" trägt die lateinische Bezeichnung "Delta Serpentis" - es handelt sich um ein Vierfach-Sternsystem in einer Entfernung von 210 Lichtjahren. Daß der Autor hier sich Freiheiten erlaubt hat, ist auktoriales Prärogativ, aber sein Zielstern hätte auf jeden Fall "Delta Briarei" heißen müssen. Es stärkt das, was Samuel Taylor Coleridge die "willing suspension of disbelief" genannt hat, die Bringschuld des Lesers, sich auf einen erfundenen narrativen Kosmos einzulassen, nicht, wenn der Schöpfer an einer solch schlichten Frage wie der astronomischen Nomenklatur scheitert.)
(Der Protokollant kann nicht anders, auch wenn es eine kleine Nickligkeit ist: Cowpers Namensgebung stand ihm beim Genuß des Romans, der bis auf das letzte Drittel eine elegische, spätherbstlich gefärbte Schilderung einer zum Untergang, zum Aussterben verurteilte Menschheit darstellt, doch sperrig entgegen. Es gibt keine Konstellation, die den Namen "Briareus" trägt; der Autor gibt als Bedeutung "The Serpent's Head," "Der Kopf der Schlange" an. Nun gibt es am Nordhimmel ein Sternbild "Schlange" - das einzige Sternbild übrigens, das in zwei Teile zerfällt: den Schwanz und den Kopf, unterbrochen von Ophiuchus, dem "Schlangenträger". Der vierthellste Teil im westlichen "Kopf" trägt die lateinische Bezeichnung "Delta Serpentis" - es handelt sich um ein Vierfach-Sternsystem in einer Entfernung von 210 Lichtjahren. Daß der Autor hier sich Freiheiten erlaubt hat, ist auktoriales Prärogativ, aber sein Zielstern hätte auf jeden Fall "Delta Briarei" heißen müssen. Es stärkt das, was Samuel Taylor Coleridge die "willing suspension of disbelief" genannt hat, die Bringschuld des Lesers, sich auf einen erfundenen narrativen Kosmos einzulassen, nicht, wenn der Schöpfer an einer solch schlichten Frage wie der astronomischen Nomenklatur scheitert.)
Jeffrey A. Carvers Roman From a Changeling Star aus dem Jahr 1989 fokussiert sich zwar direkt auf die Supernova-Explosion von Beteigeuze, indem es um zwei Teams von Wissenschaftlern geht, die dieses Ereignis von einer Raumstation in nächster Nähe beobachten wollen. Das Unternehmen soll eine erste Brücke zwischen den bis aufs Blut verfeindeten Sternenreichen der autoritären Tandesko Triune und der Auricle-Allianz, die für Liberalismus und freie Märkte einstehen, schlagen. Und natürlich kommt es zu Sabotage, und Intrigen, und natürlich ist der galaktische Frieden bedroht. Man wundert sich, daß beim IGY, dem International Geophysical Year von 1957-1958, dessen "wissenschaftlicher Brückenschlag" zwischen dem Westen und der UdSSR hier offensichtlich Pate gestanden hat (und dem wir den Start des ersten Erdsatelliten, Sputnik 1, am 4. Oktober 1957, die Tauchfahrt des amerikanischen Atom-Uboots Nautilus zum Nordpol und die erste Durchquerung der Antarktis unter dem Erstbesteiger des Mount Everest Edward Hillary, verdanken) nicht solche Folgen gezeitigt haben. (Die Antowrt lautet natürlich: it's this kind of novel.)
Die eindrucksvollste Auftaktsequenz eines solchen Szenarios findet sich am Beginn von Liu Cixins erstem Roman, 超新星纪元 / Chāoxīnxīng jìyuán ("Die Zeit der Supernova") aus dem Jahr 2003, dessen erstes Kapitel, 终结 / "Das Ende" den Lebensgang eines Roten Riesensterns in einer Entfernung von 8 Lichtjahren schildert - vor uns durch eine dichte interstellare Staubwolke verborgen (sonst würde er, wie der Autor mitteilt, mit einer Helligkeit von -7.5 mag das hellste Objekt am Nachthimmel darstellen; der Autor übt hier ein wenig "sleight of hand", einen Taschenspielertrick: die Strahlung eines solchen Sterns würde diesen Staub so aufheizen, daß die Infrarot-Signatur den für die Registierung dieser Wellenlängen ausgelegten Satelliten aufgefallen wäre; bekanntlich ist die Erdatmosphäre nur in zwei Bereichen transparent: dem des sichtbaren Lichts und der Radiostrahlung)
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正是这片星际尘埃，挡住了距地球八光年的一颗恒星。 那颗恒星直径是太阳的二十三倍，质量是太阳的六十七倍。 现在它已进入了漫长演化的最后阶段，离开主星序，步入自己的晚年期。 我们把它称为死星。
Es war dieser interstellare Staub, der das Licht eines Sterns absorbierte, der acht Lichtjahre von der Erde entfernt war. Er hatte der siebenundzwanzigfachen Durchmesser der Sonne und die sechzigfache Masse. Er hatte längst die Hauptreihe verlassen und war in sein letztes Stadium eingetreten. Nennen wir ihn den Todesstern.
如果它有记忆的话，也无法记住自己的童年。 它诞生于五亿年前，它的母亲是另一片星云。 原子的运动和来自银河系中心的辐射扰乱了那片星云的平静，所有的云体粒子在万有引力的作用下向一个中心凝结。 这庄严的尘埃大雨下了二百万年，在凝成的气团中心，氢原子开始聚变成氦，死星便在核大火中诞生了。
Selbst wenn ein solcher Stern ein Gedächtnis hätte, könnte er sich nicht an seine Entstehung erinnern. Er wurde vor 500 Millionen Jahren geboren, als eine kosmische Staubwolke unter dem Einfluß von Strahlung aus dem Milchstraßenzentrum zu kollabieren begann. Nach zwei Millionen Jahren eines solchen Strahlungsbombardements begannen die Wasserstoffatome im Zentrum der Gaswolke zu Helium zu verschmelzen, und der Todesstern entstand aus dem Feuer der Atome.
经过剧变的童年时代和骚动的青年时代，核聚变的能量顶住了恒星外壳的坍缩，死星进入了漫长的中年期。 它那童年时代以小时、分钟甚至秒来计算的演化，现在以亿年来计算了，银河系广漠的星海又多了一个平静的光点。 但如果飞近死星的表面，就会发现这种平静是虚假的。 这颗巨星的表面是核火焰的大洋，炽热的火的巨浪发着红光咆啸撞击，把高能粒子暴雨般地撒向太空；无法想象的巨大能量从死星深深的中心涌上来，在广阔的火海上翻起一团团刺目的涌浪；火海之上，核能的台风在一刻不停地刮着，暗红色的等离子体在强磁场的扭曲下，形成一根根上千万公里高的龙卷柱，像伸向宇宙的红色海藻群……死星的巨大是人类头脑很难把握的，按照比例，如果把我们的地球放到它的火海上，就像把一个篮球扔到太平洋上一样。
Nach einer stürmischen Geburt und einer wilden Jugendzeit hielt die von der Fusion erzeugte Energie der Schwerkraft stand, und für den Todesstern brach eine ruhige Phase des Erwachsenseins an. Was bei seiner Geburt Stunden, Minuten oder nur Sekunden gebraucht hatte, lief jetzt in Jahrmillionen ab. Aber wenn ein Besucher sich der Oberfläche des Todessterns genähert hätte, hätte er festgestellt, daß diese Ruhe nur scheinbar war. Die Oberfläche des Sterns war eine flammende radioaktive Hölle. Die Wellen schlugen tausende von Kilometern hoch in den Raum entsandten einen Sturm von rotem Licht und harter Strahlung wie einen Orkan in den Raum: die Energie, die aus dem Herzen der Todessterns stammte. Gigantische Wellen schäumten über das Meer aus Feuer, ein Taifun aus Strahlung tobte ohne Unterlaß und das dunkle rote Plasma bildete Koronabögen, die sich über viele tausend Kilometer in die Höhe spannten - wie Drachenfänge, die nach dem Universum griffen. Der menschliche Verstand kann die schiere Größe des Todessterns kaum erfassen. Verglichen mit unserer Erde würde es beinahe so wirken, als handelte es sich um einen Fußball, der auf den Weiten des Pazifiks treibt.
死星平静地燃烧了四亿八千万年，它的生命壮丽辉煌，但冷酷的能量守恒定律使它的内部不可避免地发生了一些变化：核火焰消耗着氢，而核聚变的产物氦，沉积到星体的中心并一点点地累积起来。 这变化对于拥有巨量物质的死星来说是极其缓慢的，人类的整个历史对它来说不过是弹指一挥间。 但四亿八千万年的消耗终于产生了它能感觉到的结果——惰性较大的氦已沉积到了相当的数量，它那曾是能量源泉的心脏渐渐变暗，死星老了。
Seit 480 Millionen Jahren war das Leben des Todesterns in gleichmäßigen Banhen verloren; aber die eisernen Gesetze der Physik, der Erhaltung der Energie, führte dazu, daß in seinem Innern Veränderungen stattfanden. Das atomare Feuer verbraucht den Waserstoff; das dabei entstehende Helium sammelt sich in seinem Zentrum an. Dieser Prozeß verlief langsam, verglichen mit dieser Zunahme war die gesamte menschliche Geschichte nur ein Wimpernschlag. Aber nach 480 Millionen Jahren hatte er gewaltige Fortschritte gemacht: das Helium war im Zentrum dicht gepackt, das Zentrum, aus dem seine Energie stammte, verdunkelte sich; der Stern kühlte ab.
但另一些更为复杂的物理法则，决定了死星必须以一种壮烈的方式维持自己的生命。 它中心的氦越挤越紧，周围的氢仍在聚变，产生的高温点燃了中心的氦，使其也发生了核聚变。 恒星中所有的氦在一瞬间燃起了核大火，使死星发出了一道强光。 但氦聚变产生的核能仅为氢的十分之一，所以死星在这次挣扎之后更虚弱了。 这被天文学家称为“氦闪”。 “氦闪”的强光在太空中穿行三年后到达了那片星际尘埃，其中波长较长的红光成功地穿过了这道宇宙屏障。 这束红光又在宇宙中旅行了五年，到达了一个比死星小得多的普普通通的恒星——太阳，也照到了被这颗恒星的引力抓住的几粒宇宙灰尘上。 人们把这几粒灰尘分别叫做：冥王星、海王星、天王星、土星、木星、火星、金星、水星，当然，还有地球。 这时是公元一七七五年。
Aber andere komplexere physikalische Gesetze begannen das weitere Leben des Todessterns zu bestimmen. Das Helium in seinem Zentrum wurde dichter und dichter komprimiert, während in den äußeren Schichten noch Wasserstofffusion stattfand. Dei Temperaturen stiegen an, hoch genug, um die Heliumfusion in Gang zu setzen. Mit einem einzigen, gewaltigen Blitz entzündete sich das gesamte Helium im Sterninneren; ein Blitz, der den Stern hell aufleuchten ließ. Aber die Energie, die durch das Verschmelzen von Heliumkernen freigesetzt wird, ist geringer als bie der Wasserstoffusion. Sie beträgt nur ein Zehntel. Infolgedessen war die Energiebilanz geringer. Astronomen nennen diesen Vorgang den "Heliumblitz." Das Licht des "Heliumblitzes" reichte nach drei jahrn die interstellare Staubwolke. Das längerwellige rote Licht wurde vom Staub nicht absorbiert, und nach weiteren fünf Jahren erreichte dieses rote Licht einen kleinen, gewöhnlichen Stern, und erhellte schwach ein paar Staubkörner, die ihn umkreisten. Diese Staubkörner hießen Pluto, Neptun, Uranus, Saturn, Jupiter, Mars, Venus und Merkur - und natürlich Erde. Das war im Jahr 1775.
在那远得无法想象的外太空，死星在继续走向自己的末日。 又发生了几次氦闪，但规模比第一次小，氦聚变生成的碳和氧又组成了一个新的核心。 紧接着，碳氧核心又被点燃，产生出更重的氖、硫和硅元素。 这时，恒星内出现了大量的中微子，这种不和任何物质发生作用的幽灵般的粒子，不断地带走核心的能量。 渐渐地，死星中心的核聚变已无法支撑沉重的外壳，曾使死星诞生的万有引力现在干起了相反的事，死星在引力之下坍缩，成了一个致密的小球。 组成它的原子在不可思议的压强下被压碎，中子和中子挤在一起。 这时，死星上一茶匙的物质就有十亿吨重。 首先坍塌的是核心，随后失去支撑的外壳也塌了下来，猛烈地撞击致密的核心，在一瞬间最后一次点燃了核反应。
In der unvorstellbaren kosmishen Entfernung setzte sich der Todeskampf des Todessterns fort. Es folgten weitere Heliumblitze, deren Ausmaß aber kleiner war, und der Kohlenstoff und Sauerstoff, der als Ergebnis der Heliumfusion war, begann einen neuen Kern zu bilden. Gleich danach zündete der Kohlenstoff-Sauerstoff-Kern, und erzeugte die schwereren Elemente Neon, Schwefel und Silizum. Gewaltige Mengen an Neutrino wurden erzeugt, die die die Energie ableiteten, ohne mit anderer Materie wechselzuwirken. Langsam konnte der Strahlungsdruck des Sterninneren das Gewicht der äußeren Bereiche nicht mehr ausgleichen. Die Schwerkraft, die zur Geburt des Todessterns geführt hatte, führte nun zum Gegenteil: und der Stern kollabierte unter seiner immensen Masse zu einer Kugel aus dichter Materie. Die Atome selbst konnten dem ungeheuren Druck nicht mehr standhalten, und Elektronen und Neutronen verschmolzen miteinander. in diesen Zustand wog ein Teelöffel der Materie des Todessterns eine Milliarde Tonnen. Zuerst fiel der Kern in sich zusammen, und danach kollabieren die äußeren Schichten, die jetzt durch nichts mehr gestützt wurden, prallten auf den Kern und entzündeten das atomare Inferno zum letzten Mal.
五亿年引力和火焰的史诗结束了，一道雪亮的闪电撕裂了宇宙，死星化做亿万块碎片和巨量的尘埃。 强大的能量化为电磁辐射和高能粒子的洪流，以光速涌向宇宙的各个方向。 在死星爆发三年后，能量的巨浪轻而易举地推开了那片星际尘埃，向太阳扑来。
Das kosmische Drama aus Feuer und Schwerkraft, das eine halbe Jahrmilliarde gedauert hatte, war vorbei. Ein unvorstellbarer Blitz erleuchtete das Universum, und der Todesstern explodierte in Milliarden von Fragmenten, in eine unvorstellbare Staubwolke. Die Energie entlud sich als kosmische Orkan, der sich mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen des Raum ausbreitete. Drei Jahre nach dem Ende des Todessterns zerriß diese Energie ohne jede Mühe die interstellare Staubwolke und fegte auf die Erde zu.
(Beteigeuze im Hertzsprung-Russell-Diagramm, auf dem Sterne gemäß Mase und Leuchtkraft eingetragen werden; die "Hauptreihe" verläuft von links oben nach rechts unten; der davon abzweigende Ast der "Riesen" zeigt die stellare Entwicklung an, die unsere Sonne in gut vier Milliarden Jahren nehmen wird; wenn sie sich nach Einsetzen der Heliumfusion zu einem roten Riesen aufblähen wird, dessen Durchmesser wahrscheinlich der Erdbahn entsprechen wird.)
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("Astronomy Picture of the Day" der NASA für den 2. Januar 2020: "The Fainting of Orion")
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And yet to-night, here in the exulting wind
Amid the enormous laughter of a soul
At once the world's and mine,
God-like Orion and his brother stars
Shine as with living eyes.
Up from among the emblems of the wind
Into its heart of power,
The Huntsman climbs, and all his living stars
Are bright, and all are mine.
- Aldous Huxley, "Orion"
U.E.
© Ulrich Elkmann. Für Kommentare bitte hier klicken.
