Was wird passieren, wenn Betelgeuse explodiert?

Jedem Stern wird irgendwann der Brennstoff in seinem Kern ausgehen, was sein Ende als natürliche Quelle der Kernfusion im Universum bedeutet. Während Sterne wie unsere Sonne Wasserstoff zu Helium und dann – wenn sie zu einem Roten Riesen anschwellen – Helium zu Kohlenstoff fusionieren, gibt es andere, massereichere Sterne, die heiß genug werden können, um Kohlenstoff zu noch schwereren Elementen weiter zu fusionieren. Unter diesen intensiven Bedingungen schwillt der Stern zu einem roten Überriesen an, der nach etwa 100.000 Jahren zu einer Supernova wird. Und der hellste rote Überriese an unserem gesamten Nachthimmel? Das ist Beteigeuze, der – wie Jillian Scudder 2015 fantastisch erklärte – jederzeit zur Supernova werden könnte.

Bei seiner Entfernung von 640 Lichtjahren könnte er seit dem 14. Jahrhundert jederzeit zur Supernova werden, und wir wüssten es immer noch nicht. Beteigeuze ist einer der zehn hellsten Sterne am Himmel im sichtbaren Licht, aber nur 13 % seiner Energieabgabe ist für das menschliche Auge erkennbar. Wenn wir das gesamte elektromagnetische Spektrum sehen könnten – einschließlich des Infrarotspektrums – würde Betelgeuse aus unserer Perspektive jeden anderen Stern im Universum außer unserer Sonne überstrahlen.

Er war der erste Stern, der als mehr als eine Punktquelle aufgelöst werden konnte. Er ist 900-mal so groß wie unsere Sonne und würde Merkur, Venus, Erde, Mars und sogar den Asteroidengürtel verschlingen, wenn er unseren Mutterstern ersetzen würde. Da es sich um einen pulsierenden Stern handelt, ändert sich sein Durchmesser mit der Zeit.

Darüber hinaus verliert der Stern ständig an Masse, da die intensiven Fusionsreaktionen die äußersten, zerbrechlich wirkenden Schichten abzustoßen beginnen. Direkte Radiobeobachtungen können diese abgesprengte Materie tatsächlich nachweisen und haben ergeben, dass sie sich bis über das Äquivalent der Neptunbahn hinaus erstreckt.

Aber wenn wir den Nachthimmel untersuchen, studieren wir die Vergangenheit. Wir wissen, dass Betelgeuse mit einer Masse, die zwischen dem 12- und 20-fachen unserer Sonne liegt, nie dazu bestimmt war, sehr lange zu leben: vielleicht nur etwa 10 Millionen Jahre. Je massereicher ein Stern ist, desto schneller verbrennt er seinen Brennstoff, und Betelgeuse brennt sehr, sehr hell: etwa 100.000 Mal so hell wie unsere Sonne. Er befindet sich derzeit in der letzten Phase seines Lebens – als Roter Überriese – was bedeutet, dass der Stern selbst nur noch wenige Minuten Zeit haben wird, wenn der innerste Kern beginnt, Silizium und Schwefel zu Eisen, Nickel und Kobalt zu fusionieren.

In diesen letzten Momenten wird der Kern unglaublich heiß sein, aber Eisen, Nickel und Kobalt können nicht zu etwas Schwererem fusionieren. Das ist energetisch ungünstig, und so wird in den innersten Regionen keine neue Strahlung erzeugt. Doch die Gravitation ist immer noch im Spiel und versucht, den Kern des Sterns in sich hineinzuziehen. Ohne die Kernfusion, die ihn aufrecht erhält, hat der Kern keine andere Möglichkeit und beginnt zu implodieren. Die Kontraktion führt dazu, dass er sich erhitzt, dichter wird und einen Druck erreicht, den er nie zuvor gesehen hat. Und sobald ein kritischer Punkt überschritten ist, passiert es: Die Atomkerne im Kern des Sterns beginnen auf einmal eine unkontrollierbare Fusionsreaktion.

So entsteht eine Supernova vom Typ II: der Kernkollaps eines ultramassiven Sterns. Nach einem kurzen, anfänglichen Aufblitzen wird Betelgeuse über Wochen hinweg enorm heller werden und eine maximale Helligkeit erreichen, die Milliarden Mal so hell ist wie die der Sonne. Sie wird monatelang bei maximaler Helligkeit bleiben, da radioaktives Kobalt und sich ausdehnende Gase eine kontinuierliche helle Lichtemission verursachen.

Supernovae sind in der Vergangenheit in unserer Milchstraße aufgetreten: unter anderem 1604, 1572, 1054 und 1006, wobei einige von ihnen so hell waren, dass sie tagsüber sichtbar waren. Aber keine von ihnen war so nah wie Betelgeuse.

Mit einer Entfernung von nur etwa 600 Lichtjahren ist Betelgeuse viel näher als jede Supernova, die jemals von der Menschheit aufgezeichnet wurde. Zum Glück ist sie noch weit genug entfernt, um für uns keine Gefahr darzustellen. Das Magnetfeld unseres Planeten wird alle energiereichen Teilchen, die zufällig in unsere Richtung kommen, problemlos ablenken, und er ist weit genug entfernt, dass die hochenergetische Strahlung, die uns erreicht, eine so geringe Dichte hat, dass sie weniger Auswirkungen auf uns hat als die Banane, die Sie zum Frühstück gegessen haben. Aber oh, wird er jemals hell erscheinen.

Betelgeuse wird nicht nur tagsüber sichtbar sein, sondern auch dem Mond den Rang als zweithellstes Objekt am Himmel streitig machen. Bei einigen Modellen wird Betelgeuse „nur“ so hell wie eine dicke Mondsichel, während sie bei anderen mit dem gesamten Vollmond konkurriert. Betelgeuse wird möglicherweise mehr als ein Jahr lang das hellste Objekt am Nachthimmel sein, bis es schließlich zu einem schwächeren Zustand abklingt.

Die Schlüsselfrage nach dem „Wann“ können wir leider nicht beantworten; Tausende anderer Sterne in der Milchstraße könnten vor Betelgeuse zur Supernova werden. Solange wir kein ultrastarkes Neutrinoteleskop entwickeln, mit dem wir das Energiespektrum der Neutrinos messen können, die von einem Hunderte von Lichtjahren entfernten Stern wie Betelgeuse erzeugt werden (und damit auch die Elemente, die in ihm verschmolzen werden), werden wir nicht wissen, wie nahe er vor einer Supernova steht. Er könnte bereits explodiert sein, und das Licht des Kataklysmus ist bereits auf dem Weg zu uns… oder er könnte sich noch hunderttausend Jahre lang nicht von seinem heutigen Aussehen unterscheiden.