Orion: Das Sternbild mit einem Stern bei rekordverdächtig niedriger Helligkeit

Orion: Das Sternbild mit einem Stern bei rekordverdächtig niedriger Helligkeit

Im Januar 2020 geschah etwas Seltsames mit dem Stern, der Orions Schulter markiert. Beteigeuze hatte seine Helligkeit um etwa das 2,5-fache abgenommen, und innerhalb weniger Wochen fiel sie auf eine Helligkeit von +1,614 – ihr dunkelster, kühlster Wert in 25 Jahren Beobachtung. Für einige Monate debattierten Astronomen ernsthaft, ob die Schulter des Jägers kurz vor einer Supernova stand.

Orion brauchte keinen verblichenen Stern, um seinen Ruhm zu erlangen. Es ist eines der 88 Sternbilder, die von modernen Astronomen anerkannt werden, und es war bereits bekannt für Himmelsbeobachter, als der Astronom Ptolemäus es im 2. Jahrhundert auf seine ursprüngliche Liste der 48 aufnahm. Nur wenige Sternmuster sind leichter zu finden: drei Sterne in einer ordentlichen Reihe, flankiert von einer Handvoll Überriesen, die hell genug sind, um durch die Lichtverschmutzung in Städten zu durchdringen.

Im Folgenden finden Sie eine Übersicht der Zahlen hinter dieser berühmten Form – wie Orion gemessen und kartiert wird, was seine hellsten Sterne ungewöhnlich macht, und wie ein Weitwinkel-Foto dieser Region viel mehr erfasst als das Auge allein je könnte.

Den Jäger am Himmel kartieren

Orion erstreckt sich über 594 Quadratgrad der Himmelssphäre, was es unter den 88 modernen Sternbildern auf Platz 26 nach Größe einordnet – ein respektables Stück Himmel, obwohl es lange nicht das größte ist. Sein Umriss wirkt uralt, aber die präzise Grenze ist eine relativ neue Erfindung: 1930 zeichnete der belgische Astronom Eugène Delporte Orions offizielle Grenze als Polygon mit 26 Seiten, Teil eines Projekts, das jedem Sternbild eine feste, nicht überlappende Kante auf der Himmelskarte gab.

Diese formale Grenze ermöglicht es Astronomen, mit Sicherheit zu sagen, welche Sterne zu Orion gehören und welche zu einem Nachbarn, obwohl das Sternbild selbst nur ein menschliches Muster ist, das über Sternen gezeichnet ist, die in keiner echten Verbindung zueinander stehen.

Das vollständige Sternbild Orion mit seinen umgebenden Nebeln in einem Weitwinkel-Foto
Orions vollständiger Umriss erstreckt sich in diesem Weitwinkel-Foto über den Himmel, mit seinen leuchtenden Nebeln, die um die bekannten Sterne herum sichtbar sind. Foto: Rogelio Bernal Andreo, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Eine Aussicht, die fast nirgends auf der Erde verschwindet

Orion sitzt nahe genug am Himmelsäquator, dass er von fast jedem bewohnten Breitengrad aus auftaucht, und selbst der extremste Beobachtungsort kann ihn nicht vollständig verbergen. Beobachter der Amundsen-Scott-Südpolstation können Rigel gerade 8 Grad über ihrem Horizont aufsteigen sehen, mit Orions Gürtel, der entlang derselben niedrigen Linie fegt. Es ist ein flüchtiger, abstreifender Blick statt eines richtigen Aufstiegs – aber es bedeutet, dass ein nach einem griechischen Jäger benanntes Sternbild kurz auch am unteren Ende der Welt auftaucht.

Beteigeuze: Ein Stern, der schnell lebt

Beteigeuze ist nach stellaren Maßstäben kaum mittleren Alters, nicht älter als 10 Millionen Jahre, doch seine enorme Masse hat ihn ungewöhnlich schnell durch seinen Lebenszyklus getrieben. Astronomen erwarten, dass diese schnelle Entwicklung in den nächsten 100.000 Jahren in einer Supernova endet – ein Wimpernschlag in kosmischen Zeiträumen, obwohl fast sicherlich nicht innerhalb des Lebens einer heute lebenden Person.

Selbst ohne eine Explosion sitzt Beteigeuze selten still. Unter normalen Bedingungen belegt es den 11. Platz unter den hellsten Sternen des Himmels, doch bis Ende 2019 hatte sich dieser Rang überall zwischen dem 10. und 23. Platz bewegt – ein Wackeln, das ungewöhnlich genug war, damit professionelle und Amateur-Beobachter gleichermaßen anfingen, genau hinzuschauen.

Beteigeuze direkt vom Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array abgebildet
Beteigeuze, der rote Überriese, der Orions Schulter markiert, wie direkt vom Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array abgebildet. Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O'Gorman/P. Kervella, Wikimedia Commons, CC BY 4.0

Der Winter, in dem die Schulter verblich

Diese Aufmerksamkeit zahlte sich aus. Beteigeuzes Helligkeit fiel innerhalb weniger Wochen auf etwa das 2,5-fache dunkler als üblich, und bis Februar 2020 hatte sie sich bei einer Rekord-Helligkeit von +1,614 eingependelt – ihrem am wenigsten leuchtenden, kühlsten Zustand in 25 Jahren Überwachung. Nachrichtenmedien veröffentlichten Schlagzeilen über eine bevorstehende Supernova, obwohl sich die Verdunklung schließlich umkehrte und der Stern wieder zu etwas näher an der Normalität aufhellte.

Astronomen hatten bereits einen Vorsprung beim Verstehen eines so seltsamen Sterns. 1995 hatte eine an Hubble angebrachte Kamera für schwache Objekte ein ultraviolettes Bild der Oberfläche von Beteigeuze produziert, das schärfer war als alles, das bodengestützte Interferometer bewältigen konnten – das erste Mal, dass ein gewöhnliches Teleskop die Oberfläche eines anderen Sterns als der Sonne direkt fotografiert hatte. Diese Baseline machte das Verdunkelungsereignis von 2020 zu etwas, das Forscher messen konnten, statt zu einem Rätsel, das bei Null beginnt.

Rigel: Ein Lichtpunkt, zumindest vier Sterne

Auf der anderen Seite des Sternbildes von Beteigeuze sitzt Rigel und markiert Orions Fuß. Mit bloßem Auge sieht es wie ein einzelner blauweißer Punkt aus, aber es ist wirklich das hellste und massivste Mitglied eines Systems, das aus mindestens 4 Sternen besteht, die zusammengebunden sind. Was von der Erde aus wie Einfachheit aussieht, ist aus der Nähe eine kleine Menge.

Rigels Begleiter war für Jahrhunderte nicht offensichtlich. William Herschel entdeckte ihn nur, bestätigte Rigel als Doppelstern am 1. Oktober 1781 und notierte den Fund in seinem Katalog der Doppelsterne. Es brauchte ein Teleskop, sorgfältige Messung und Herschels geschultes Auge, um das zu teilen, das Beobachter mit bloßem Auge für Jahrtausende als einen Stern behandelt hatten.

Rigel, der blaue Überriese, der Orions Fuß markiert
Rigel, der blaue Überriese, der Orions Fuß markiert, überglänzt den Rest des Sternbildes mit bloßem Auge. Roberto Mura, Public domain, via Wikimedia Commons

Der Gürtel: Alnitak, Mintaka und Alnilam

Die drei Sterne von Orions Gürtel sind sein erkennbarstes Merkmal, und jeder hat seine eigene Persönlichkeit. Alnitak sitzt etwa 800 Lichtjahre entfernt und leuchtet mit einer Helligkeit von 1,8 und gibt 100.000 mal die Leuchtkraft der Sonne ab – obwohl so viel dieser Energie als ultraviolettes Licht abgegeben wird, dass das menschliche Auge nur einen Bruchteil seiner wahren Leistung erfasst. Mintaka, der westlichste der drei, liegt weiter entfernt bei 915 Lichtjahren und leuchtet mit einer Helligkeit von 2,21.

Alnilam, der mittlere Stern des Gürtels, trägt einen Namen mit echter Geschichte dahinter: als Epsilon Orionis bezeichnet, leitet er seinen Namen von einer arabischen Phrase her, die „Perlenschnur" bedeutet – eine passende Beschreibung für einen Stern, der ordentlich zwischen seinen beiden Nachbarn in dieser berühmten Dreiersternlinie sitzt.

Orions Gürtel, der die Sterne Alnitak, Alnilam und Mintaka zeigt
Orions Gürtel, gebildet von Alnitak, Alnilam und Mintaka, zusammengestellt aus digitalisierten fotografischen Platten. Davide De Martin (http://www.skyfactory.org); Kredit: Digitized Sky Survey, ESA/ESO/NASA FITS Liberator, Public domain, via Wikimedia Commons

Ein Foto, eine ganze stellare Kinderstube

Ein einzelnes Weitwinkel-Astrophoto von Orion kann sich über fast 25 Grad des Himmels erstrecken, breit genug, um das Sternbild von Kopf bis Zehen in einem Bild zu erfassen. Diese Art von Bild zeichnet nicht nur bekannte Sterne auf – die gleiche Ansicht erfasst auch den Horsehead-Nebel, das diffuse Glühen von M78 und die vollständige Reihe von Orions Gürtelsternen im Kontext zueinander.

Die Region verdankt diesen Reichtum dem, was hinter den Sternen liegt: Kinderstuben, wo neue Sterne entstehen, eingebettet in kosmischen Staub und leuchtenden Wasserstoff, positioniert auf der nahen Kante einer Molekülwolke etwa 1.500 Lichtjahre von uns entfernt. Der Orion-Nebel und die hellsten Sterne des Sternbildes sind leicht genug mit bloßem Auge zu sehen, aber die dunkleren Staubwolken und interstellaren Gase, die sie umgeben, sind viel schwerer zu erfassen – sie benötigen lange Belichtungen und empfindliche Ausrüstung, um überhaupt sichtbar zu werden.

Neu kalibrierung der Entfernungen, auf denen wir uns verlassen

Jede Lichtwelle-Figur, die einem Stern in diesem Artikel angehängt ist – Altaks 800, Mintakas 915, die Nebel 1.500 – hängt von Entfernungsmessmissionen ab, die im Laufe der Zeit verfeinert werden. Eine neue Reduktion der astrometrischen Daten des Hipparcos-Satelliten verbesserte die Messgrenauigkeit um einen Faktor von 2,2 gegenüber dem 1997 veröffentlichten Katalog und verschärfte die stellare Leuchtkraft- und galaktischen Bewegungsfiguren, auf denen Astronomen in diesem Bereich jetzt aufbauen.

Es ist eine Erinnerung daran, dass die Zahlen eines Sternbildes nicht in Stein gemeißelt sind. Die Formen bleiben von Jahr zu Jahr gleich, aber die Messungen dahinter werden immer genauer – was genau ist, wie ein Stern wie Beteigeuze fast über Nacht von einer Hintergrund-Kuriosität zu einem Schlagzeilen machenden Verdunkelungsereignis übergehen kann.

Quellen