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Der Ausbruch von V838 Mon

Einführung, aktualisiert am 10.11.2002
Auswertung von Stardial-Aufnahmen
Einige wichtige Links zu V838 Mon, aktualisiert 09.11.2002
Aktuelle Helligkeiten
Entwicklung des Lichtechos, aktualisiert am 09.11.2002
Verwandte Objekte: V605 Aql
Verwandte Objekte: M31 "Red Variable"

 

Einführung

Fast genau zum Jahresbeginn 2002 (am 6.1.) entdeckte der australische Amateur Nicholas J. Brown auf fotografischen Überwachungsaufnahmen im Sternbild Monoceros einen Stern, der zunächst für eine Nova gehalten wurde, bei einer Helligkeit von etwa 10,5 bis 11mag aber wenig Aufmerksamkeit auf sich lenken konnte. Die Suche nach prediscovery-Aufnahmen erbrachte eine Reihe von CCD-Aufnahmen der Internet-Kamera "Stardial" mit der ersten positiven Sichtung exakt am 1.1.2002. In der Abbildung 1 sind kleine Ausschnitte von zwei typischen Stardial-Aufnahmen um den Veränderlichen gezeigt, die linke vom 28.2.2000, die rechte vom 5.3.2002.

V838 Mon, Stardial-Aufnahmen

Abb. 1) V838 Mon auf Stardial-Aufnahmen, links 28.2.2000, rechts 5.3.2002 (Ausschnitte)

Plötzliche Berühmtheit erlangte der inzwischen als V838 Mon benannte Stern aber einen Monat später, als er in der Nacht vom zweiten auf den dritten Februar innerhalb weniger Stunden einen steilen Helligkeitsanstieg von ca 11,1mag auf etwa 8,0mag vollführte. In den nächsten Tagen stieg die Helligkeit allmählich bis auf 6,7mag an, und aus V838 Mon war ein leichtes Feldstecherobjekt geworden. Die Abbildung 2 zeigt die Lichtkurve des Sterns vom 1.1.2002 bis zum Ende der Beobachtungssaison. Der waagrechte Balken am Anfang zeigt die Normalhelligkeit. Gezeigt sind hier visuelle Helligkeiten, in anderen Farben war der Lichtwechsel teils stark abweichend. Im Infraroten beispielsweise wurde der Stern immer heller und verlor kaum an Helligkeit.

Lichtkurve von V838 Mon

Abb 2) Lichtkurve von V838 Mon (Munari et al, Juli 2002)

Die Helligkeitsentwicklung ist ganz untypisch für Novae, und Parallelen zu anderen Veränderlichentypen wurden auch nicht sicher gefunden. Das einmalige photometrische Verhalten und die ungewöhnliche spektrale Entwicklung von V838 Mon führten dazu, dass er gleichermaßen ein beliebtes Amateurobjekt als auch ein top-priority-Objekt für Berufsastronomen wurde. Im VSNET, der wichtigsten internationalen Informationsquelle für Veränderliche Sterne, wurde eine eigene mailing-Liste für V838 Mon eingerichtet. Mehrfach wurden inzwischen auch Aufnahmen mit dem Hubble-Space-Teleskop gemacht - eine seltene Ehre für Veränderliche Sterne. Eine Farbaufnahme des HST ist angekündigt.

Nicht nur für Veränderlichenbeobachter interessant ist ein helles schnell expandierendes Lichtecho, welches noch im Februar entdeckt wurde, zunächst aber nur im UV-Bereich und im Blauen sichtbar war, wo der aufallend rote Stern selber nicht so störte. Das Lichtecho wurde auch von überraschten visuellen Beobachtern gemeldet, die von seiner Existenz noch gar keine Ahnung hatten.

Ende April hatte das Lichtecho einen Durchmesser von etwa 35 Bogensekunden erreicht und war damit auch für durchschnittlich gut ausgerüstete Amateure kein großes Problem mehr. Die folgenden beiden Abbildungen zeigen das Lichtecho in einer Aufnahme des William-Herschel-Teleskops vom 28.3.2002 und in einer Aufnahme des Hubble Space Telescopes, knapp einen Monat später: die Expansion des Lichtechos ist deutlich zu sehen.

Lichtecho von V838 Mon HST-Aufnahme von V838 Mon
Lichtecho von V838 Mon, Aufnahme des 4,2m-WHT
vom 28.3.2002 (Munari et al, Mai 2002)
Kombination von 7 U-Aufnahmen à 30 sec, Feld 40"x40" 		HST-Aufnahme vom 30.4.2002

Mitte/Ende August hat die neue Beobachtungssaison begonnen. Visuell ist der Stern Ende August sehr schwach (ca 16mag), im Roten schon deutlich heller, und im Infraroten mit 11mag sogar recht hell. Das Lichtecho ist noch immer leicht sichtbar, wenn auch nicht mehr rund und symmetrisch. Da es immer noch weiter expandiert (Ende August waren schon 59" erreicht) sind Zeitreihenaufnahmen sehr reizvoll.

Die ersten Veröffentlichungen, die sich mit der Ursache des Lichtwechsels beschäftigen, lassen sich relativ leicht zusammenfassen: Keine Autorengruppe hat eine schlüssige Erklärung, Journaltitel wie "The mysterious eruption of V838 Mon" in wissenschaftlichen Zeitschriften bringen den derzeitigen Wissensstand genau auf den Punkt.

Da das Objekt vor dem Ausbruch eine Helligkeit um 15,5 hatte, ist ein leichter Helligkeitsanstieg zu erwarten, wenn sich das Material, welches während dem Ausbruch abgestoßen wurde, aufgelöst hat. Die aufallend große I-Helligkeit weist aber darauf hin, dass der Stern immer noch aktiv und für Überraschungen gut ist.

 

Auswertung von Stardial-Aufnahmen

Zuerst eine Aufnahme der Gegend von V838 Mon, deren Blau- und Grün-Kanal aus eigenen Aufnahmen mit einer Starlight SX und Fotoobjektiv 1,8/50 besteht und deren Rot-Kanal aus einer Stardial-Aufnahme besteht - alle Aufnahmen sind vom 10.03.2002. Man achte auch auf den sehr roten Halbregelmäßigen Veränderlichen MV Mon, der auf den Blau- und Grün-Aufnahmen unsichtbar ist.

Umgebung von V838 Mon

Abb. 4) Umgebung von V838 Mon, BVI-Aufnahme

Hier die Auswertung von allen brauchbaren Stardial-Aufnahmen. Die Helligkeiten sind eigentlich differentielle zu zwei Vergleichssternen, aber mit einer Konstante in einen Bereich gebracht, in dem sich V838 Mon im Roten/Infraroten tatsächlich bewegte.

Lichtkurve von V838 Mon

Abb. 5) Lichtkurve von V838 Mon anhand von Stardial-Aufnahmen

Und hier noch noch eine Animation aus fünf Stardial-Aufnahmen (vom 28.02.2000, 01.01.2002 (erster Nachweis), 01.02.2002, 04.02.2002 (nach dem zweiten Anstieg) und 05.03.2002)

V838-Mon-Animation

Abb. 6) V838 Mon-Animation
 

Einige wichtige Links zu V838 Mon:

 

Aktuelle Helligkeiten:

V838 Mon wird heller: vom 02.09.2002 bis zum 25.09.2002 hat der Stern nach Messungen von Arne Henden in V um 0,63 mag zugelegt (auf V=15,87) und in Ic um 0,29 mag (auf Ic=10,92) [aus vsnet-campaign-v838mon, No. 385 vom 28.09.2002 - läßt sich leider noch nicht verlinken, da noch nicht im HTML-Archiv des vsnet-Servers].

 

 

Entwicklung des Lichtechos

Die frühen Phasen des Lichtechos kann man anhand der oben genannten Links studieren, zum Beispiel anhand der beiden Aufnahmen (Mai und September 2002), die am 03.10.2002 Astronomy Picture of the Day waren.
Hier eine Farbaufnahme, die ich aus BVR-Aufnahmen von Doug West mit seiner Genehmigung erstellt habe: gewonnen wurden sie mit dem 0,81m-Tenagra-Teleskop am 04.11.2002 (vgl. vsnet-campaign-v838mon 400). Interessant ist vor allem der Vergleich mit der Aufnahme Arne Henden und Al Kelly.

V838 Mon am 04.11.2002
Farbaufnahme anhand von BVR-Aufnahmen von Doug West (04.11.2002)

 

 

Verwandte Objekte

In der oben aufgeführten Literatur und in einigen Beiträgen der diversen mailing-listen werden einige Objekte zum Vergleich mit V838 Mon herangezogen. Zwei davon möchte ich zunächst vorstellen: die pekuliare Nova Aql 1919 = V605 Aql und ein seltsamer Stern im Andromedanebel.

Nova Aql 1919 = V605 Aql

Viel weiß man über diesen Ausbruch (der übrigens von Max Wolf in Heidelberg, meiner Heimatstadt, entdeckt wurde) nicht, eine Lichtkurve gibt es nur in Fragmenten (Duerbeck et al, Astrophysics and Space Science, 279 (1-2): 183-186, 2002), das meiste visuelle Beobachtungsmaterial scheint verloren zu sein. Die Geschichte dieser Beobachtungen und der Beobachter läßt sich nicht trennen von der Geschichte des 20.Jahrhunderts, und die Lektüre des Duerbeck-Aufsatzes ist deswegen durchaus auch von (astronomie-)geschichtlichen Interesse. Die Besonderheit dieser "Nova" fiel erst bei einer spektroskopischen Untersuchung durch Lundmark 1921 auf.
Hier zunächst eine Farbaufnahme, die ich aus B-,R- und N(also nahes IR)-Platten großer Schmidt-Teleskope kombiniert habe. Der Planetarische Nebel ist also genaugenommen rot, und nicht grün. Das schwache hier bläuliche Objekt im Zentrum des Nebels ist V605 Aql.

V605 Aql

Abb. 7) Planetarischer Nebel PK037.5-05.1 (= Abell  58) um V605 Aql
Bildfeld ca 3'x3'

Erst mit "richtigen" Infrarot-Aufnahmen erschließen sich die ungewöhnlichen Farben des Zentralsterns (wobei aber der Nebel unsichtbar bleibt). Die folgende Farbaufnahme habe ich aus J-,H- und K-Aufnahmen von Hinkle et al kombiniert. Der Vollständigkeit halber hier noch das recht aussagekräftige Abstract dieses Aufsatzes: "We have obtained infrared images in the J, H, and K bands of the field containing the post-AGB final-flash object V605 Aql. V605 Aql is the central star of the planetary nebula A58 but has been incorrectly identified with other stars in this field. In the infrared images V605 Aql appears as a very red star at the position of the A58 center. We present JHK photometry on two dates as well as astrometry of V605 Aql. The infrared light from V605 Aql originates in a thick dust cloud surrounding the star. There is no indication of variability over a three month time period." (Astronomy and Astrophysics, v.367, p.250-252 (2001). Ganz offensichtlich ist der Zentralstern im Infraroten ein ungewöhnlich helles Objekt:

V605 Aql im Infraroten

Abb. 8) V605 Aql auf einer Kombination aus J-,H- und K-Aufnahmen

Interessant ist der Schluß, den die Autoren Duerbeck et al aus der Kombination von photografischen Negativ-Beobachtungen bei visuellen Sichtungen ziehen: demnach scheint das Objekt schon während des langen Ausbruchs sehr rot gewesen zu sein. Und dies ist auch eine der Eigenschaften von V838 Mon.

 

RV ("Red Variable") in M31

Nur seiner scheinbaren Schwäche (im Maximum etwa 15mag) und seiner schwierig zu beobachtenden Position im Kerngebiet des Andromedanebels hat es dieses Objekt zu verdanken, dass es nicht die Berühmtheit wie V605 Aql, V4334 Sgr oder nun auch V838 Mon erlangte. Dabei ist der Ausbruch zufällig auf der Titelseite eines der auflagenstärksten Astronomie-Magazine dokumentiert, auf dem Cover von Sky & Tel 5/1990.

Red Variable in M31

Abb. 9) "Red Variable" in M31, Aufnahme von A.N.Sollee Jr., 22.7.1988
(im Magazin wird fälschlich der 14.6.1988 als Aufnahmedatum angegeben)

Entdeckt wurde der Ausbruch von Austin Tomaney am 1.8.1988 und unabhängig von Rich et al am 3.9.1988. Letztere bezeichneten ihn schlicht als "RV" (für "Red Variable"), bestimmten ein Spektrum (M0Ie) und ermittelten die bolometrische Helligkeit M(bol) zu rund -10mag am 21.9.1988 - ein beeindruckender Wert. Auch dieses Objekt war sehr rot, wenn auch nicht in dem Ausmaß wie V838 Mon. (wird bei Gelegenheit fortgesetzt...)

 

Acknowledgment: This research has made use of the USNOFS Image and Catalogue Archive operated by the United States Naval Observatory, Flagstaff Station (http://www.nofs.navy.mil/data/fchpix/).

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Autor: Béla Hassforther. Letzte Änderung: 13.02.2003
Adresse dieser Seite: http://www.bela1996.de/astronomy/mon-v838.html