Beteigeuze — einer der auffälligsten Sterne des Nordhimmels, ein roter Überriese im Sternbild Orion — hält Astronomen seit Langem in Atem. Ende 2019 und Anfang 2020 verdunkelte er sich plötzlich stärker als im gesamten Jahrhundert der Beobachtungen. Dieses „Große Verdunkeln“ löste eine Welle von Gesprächen über ein mögliches nahes Ende des Sterns aus. Doch nach der Welle des Interesses zeigte sich etwas Subtileres und Unerwartetes.
Neue Beobachtungen mit den Radioteleskopen NSF VLA und ALMA aus den Jahren 2021 bis 2026 zeigten: Die Atmosphäre von Beteigeuze hat sich insgesamt erholt. Die Temperaturhelligkeit bei denselben Frequenzen, bei denen zuvor eine ungewöhnliche Kälte festgestellt worden war, kehrte zu gewohnteren Werten zurück. Etwa im Abstand von 2,7 Sternradien erwärmte sich das Gas wieder auf rund 3500 Kelvin. Und näher an der Oberfläche, bei den ALMA-Frequenzen, die erstmals so tief in die Sternhülle blickten, fand sich ein deutliches Temperaturminimum — etwa 2200 Kelvin. Dies bestätigt die Existenz einer „molekularen Sphäre“, die lange Zeit nur aus Infrarotdaten abgeleitet worden war.
Die wichtigste Entdeckung betrifft nicht die Temperatur, sondern die Form. Beteigeuze ist, wie sich zeigte, nicht immer rund. Seine ausgedehnte Atmosphäre wird je nach Position des kürzlich entdeckten Begleiters leicht gestreckt und wieder runder. Dieser Begleiter erhielt den Namen Siwarha — „ihr Armreif“ in der Übersetzung aus dem Arabischen (Beteigeuze selbst bedeutet „Hand al-Dschauzas“). Er umläuft den Überriesen in einem Abstand von nur etwa zwei Radien und durchquert dabei faktisch die äußeren Schichten der Atmosphäre.
Siwarha selbst ist zu schwach, um ihn auf Radiowellen direkt zu sehen. Doch seine Anwesenheit hinterlässt Spuren. Wenn der Begleiter die Position der größten scheinbaren Entfernung einnimmt, wird die Atmosphäre von Beteigeuze merklich gestreckter. Wenn er „vor“ oder „hinter“ vorbeizieht, ist die Form eher rund. Das ähnelt der Art, wie man an den Kräuselungen auf dem Wasser eine unter der Oberfläche verborgene Bewegung erraten kann. Der Begleiter stört offenbar das Gas, hinterlässt eine Art Spur und verformt gravitativ leicht die Hülle seines Gastgebers.
Diese so enge Nachbarschaft hilft auch, den rätselhaften langen Helligkeitszyklus von Beteigeuze zu erklären — von etwa 2100 Tagen oder rund sechs Jahren. Früher blieb sein Ursprung unklar. Nun ergibt sich eine natürliche Ursache: die periodische Einwirkung des Begleiters.
Diese Ergebnisse sind in dem wissenschaftlichen Artikel „New Spatially Resolved Observations of Betelgeuse from the VLA and ALMA: Evidence for Atmospheric Perturbations from a Close Companion“ dargelegt, der zur Veröffentlichung im Fachjournal The Astronomical Journal angenommen wurde. Die Autoren sind Lynn D. Matthews vom Haystack-Observatorium des Massachusetts Institute of Technology, A. K. Dupree vom Zentrum für Astrophysik der Harvard University und der Smithsonian Institution, A. M. S. Richards von der University of Manchester und W. R. F. Dent von der Europäischen Südsternwarte / ALMA. Das Preprint ist auf arXiv (arXiv:2608.02847) veröffentlicht. Die Neuheit der Arbeit besteht darin, dass es erstmals anhand räumlich aufgelöster Radiodaten bei sieben Frequenzen — von 22 bis 485 Gigahertz — gelang, die Korrelation zwischen der Elliptizität der Atmosphäre von Beteigeuze und der Orbitalphase des Begleiters nachzuverfolgen. Frühere Untersuchungen hatten die Existenz von Siwarha nur auf Grundlage von Photometrie, Radialgeschwindigkeiten und neueren optischen Aufnahmen vermutet. Nun ist ihr Einfluss direkt über die Störungen der Gashülle erfasst. Darüber hinaus bestätigten die Messungen erstmals so nahe an der Photosphäre das Temperaturminimum und zeigten die Wiederherstellung der Atmosphärenparameter nach dem Großen Verdunkeln sowie eine mögliche Entwicklung des Dichteprofils.
Die Beobachtungen umfassten sieben Frequenzen. Verschiedene Wellen „sehen“ verschiedene Tiefen der Atmosphäre, daher konnten die Forschenden ein Bild Schicht für Schicht zusammensetzen. Die Leiterin der Arbeit, Lynn Matthews, betont: Gerade die Kombination der Möglichkeiten von VLA und ALMA führte zu einem überzeugenden Ergebnis. Die Fähigkeit, die Scheiben der nächsten Sterne in solchen Maßstäben aufzulösen, ist für sich genommen beeindruckend.
Bislang umfassen die Daten nur einen Teil der Umlaufbahn. Es sind zusätzliche Messungen nötig, besonders bei Frequenzen, die noch nicht ausreichend ausgearbeitet sind. Künftige Instrumente wie das Next Generation Very Large Array versprechen, solche Untersuchungen routinemäßiger und präziser zu machen.
All dies geschieht in einer Entfernung von Hunderten Lichtjahren, in Maßstäben, in denen ein Stern so groß ist wie die Umlaufbahn des Jupiter und seine Atmosphäre noch weiter reicht. Ein kleiner, nahezu unsichtbarer Begleiter zieht durch diese gewaltige Hülle, verändert leicht ihre Form und beeinflusst womöglich, wie der Überriese in den letzten Phasen seines Lebens Materie verliert. Milliarden Tonnen Gas, Stoßwellen, molekulare Hüllen, orbitale Störungen — alles ist zu einem einheitlichen, fein abgestimmten System verbunden. Und irgendwo weit draußen im Kosmos lebt dieses System sein eigenes Leben weiter, während wir erst beginnen, seine Einzelheiten zu erkennen.
