Spica

Spica

Spica, Alpha Virginis, ist der hellste Stern im südlichen Sternbild Virgo und der 16. hellste Stern am Himmel.

Es ist ein blauer Unterriesenstern, der sich in einer Entfernung von 262 Lichtjahren von der Erde befindet. Spica ist wirklich ein enges Doppelsternsystem. Er ist einer der nächsten massiven Doppelsterne zum Sonnensystem.

Der Name Spica (ausgesprochen /ˈspaɪkə/) kommt von dem lateinischen Ausdruck spīca virginis, was “Virgo’s Ähre des Getreides” bedeutet. Das lateinische Wort spicum bezieht sich auf die Ähre der Weizen Jungfrau, die sie in der linken Hand hält. In der griechischen und römischen Mythologie wurden das Sternbild und der Stern mit Demeter (Ceres), der Göttin der Ernte, in Verbindung gebracht.

Spica ist hell, sowohl wegen seiner Größe als auch wegen seiner relativen Nähe zur Erde. Die Komponenten im System haben einen Radius, der 7,40 und 3,64 mal so groß ist wie der der Sonne.

Beide Sterne sind deutlich heller als die Sonne, mit einer Gesamthelligkeit (einschließlich ultravioletter Strahlung) von 12.100 und 1.500 mal Sonne. Spica A und Spica B gehören beide zur Spektralklasse B, was sie bläulich-weiß erscheinen lässt.

Die Sterne sind auch viel heißer als die Sonne, mit geschätzten Oberflächentemperaturen von 22.400 K und 18.500 K, verglichen mit den 5.800 K der Sonne. Dies macht Spica zu einem der heißesten Sterne der ersten Klasse.

Spica, finde Spica.
Virgo-Konstellation. Bild: Bis zum Ersteller

Der primäre Stern im System ist auf halbem Weg zwischen einem Unterriesen und einem Riesen auf der evolutionären Ebene. Es gehört zur Spektralklasse B1 III-IV. Mit einer Masse, die mehr als das Zehnfache der Masse der Sonne beträgt, ist Spica A einer der nächsten Sterne der Erde, die massiv genug sind, um ihr Leben in einer Supernova-Explosion vom Typ II zu beenden. Die Primärkomponente ist für etwa 80 Prozent des Lichts verantwortlich, das aus dem Sternensystem kommt.

Spica ist als Beta Cephei Variable klassifiziert. Es zeigt Helligkeitsschwankungen über einen Zeitraum von 0,1738 Tagen. Der Stern ist ein sehr schneller Spinner mit einer projizierten Rotationsgeschwindigkeit von 199 km/s am Äquator.

Die beiden Komponenten des Spica-Sternsystems sind so eng beieinander – nur 0,12 astronomische Einheiten voneinander entfernt -, dass sie alle vier Tage eine Umlaufbahn umeinander bilden und nicht in einem Teleskop gelöst werden können. Die binäre Natur des Sterns wurde erst entdeckt, als sein Licht mit einem Spektroskop analysiert wurde.

Die Sterne im Spica-System umkreisen einen gemeinsamen Massenschwerpunkt (Baryzentrum) mit etwa 56 Meilen pro Sekunde in einer Entfernung von nur 18 Millionen Kilometern, verglichen mit 150 Millionen Kilometern für die Entfernung der Erde zur Sonne. Durch ihre Nähe verzerrt die Schwerkraft beide Sterne in eine eierähnliche Form, wobei die spitzen Enden einander zugewandt sind. Die Formen der Sterne sind nicht direkt zu sehen, auch nicht in einem Teleskop, aber leichte Größenänderungen können ein Beweis dafür sein, dass sie durch die Interaktion verzerrt sind.

Spica, Alpha Virginis, hellster Stern in Virginia.
Spica in Virgo-Konstellation. Bild: Torsten Bronger.

Das System ist als doppelter spektroskopischer Binärwert klassifiziert und zeigt eine Doppler-Verschiebung in den Absorptionslinien der Sternspektren, die sich aus den Veränderungen der Orbitalbewegung des Sternensystems ergibt.

Die Schwankungen in der Größe von Spica sind wahrscheinlich das Ergebnis, dass die beiden Sterne mehr oder weniger große Oberflächen aufweisen, während sie sich gegenseitig umkreisen. Die Sterne weisen in verschiedenen Phasen ihrer Umlaufbahnen unterschiedliche Orientierungen auf, und da sie in ihrer Form verzerrt sind, ändert sich ihr scheinbarer Durchmesser im Laufe einer Umlaufbahn.

Spica ist eine rotierende ellipsoide Variable, was bedeutet, dass die beiden Sterne im System durch ihre gravitative Wechselwirkung verzerrt sind. Das System ist ein nicht klippendes Binärsystem, bei dem aus unserer Sicht kein Stern vor dem anderen vorbeigeht. Spica zeigt Schwankungen in der Größenordnung von 0,03 über einen Zeitraum, der der Umlaufzeit der Sterne entspricht.

Spica B, das sekundäre Element des Sternensystems, gehört zur Spektralklasse B2 V, was bedeutet, dass es sich noch in der Hauptsequenz befindet. Sie ist kleiner und weniger massiv als die Hauptkomponente, mit nur 7 Sonnenmassen.

Die sekundäre Komponente ist ein seltenes Beispiel für den Struve-Sahade-Effekt, was bedeutet, dass die Spektrallinien des Sterns im Laufe einer Umlaufbahn eine anomale Veränderung der Stärke aufweisen und schwächer werden, wenn sich der Stern vom Beobachter entfernt. Dies kann das Ergebnis eines starken Sternenwindes von Spica A sein, der das Licht des kleineren Sterns streut, wenn dieser sich zurückzieht.

Das Sternsystem von Alpha Virginis ist eine massive Quelle für Röntgenstrahlen. Zumindest ein Teil der Röntgenstrahlen soll durch heftige Kollisionen der Sternwinde der Sterne erzeugt worden sein.

Alpha Virginis, finde Spica.
Diagramm, das zeigt, wie man den Stern Spica mit Arcturus als Orientierung findet. Gezeichnet von Jim Thomas am 19. Juni 2006.

Spica kann lokalisiert werden, indem man dem Bogen des Griffs des Big Dippers folgt. Der erste helle Stern entlang der imaginären Linie ist Arcturus, der Bärenbeobachter, und der zweite helle Stern, der auf dem gleichen Kurvenweg erscheint, ist Spica. Der scheinbare Abstand von Arcturus zu Spica ist ungefähr gleich dem Abstand zwischen Arcturus und Alkaid, dem Stern, der die Spitze des Griffs des Dippers markiert.

Die beste Zeit des Jahres, um Spica zu beobachten, ist vom Frühjahr bis zum Spätsommer. Der Stern taucht bei Sonnenuntergang Mitte April am Horizont im Ost-Südosten auf und ist die ganze Nacht über zu sehen. Spica findet man am frühen Abend etwa zwei Monate später an seinem höchsten Punkt im Süden. Ende August ist sie nur noch kurz nach Sonnenuntergang am West-/Südwesthimmel zu sehen.

Die Sonne geht jedes Jahr um den 16. Oktober herum etwa 2 Grad nördlich des Sterns vorbei. Der heliakale Anstieg von Spica tritt etwa zwei Wochen nach diesem Datum auf. Die Venus kommt alle acht Jahre um das gleiche Datum herum in die Nähe des Sterns.

Spica liegt nahe der Ekliptik, etwa 10 Grad südlich des Himmelsäquators, und kann vom Mond, manchmal sogar von Planeten überdeckt werden. Das letzte Mal, dass es von einem Planeten besetzt wurde, war am 10. November 1783, als die Venus vor ihm vorbeiging. Die nächste planetarische Bedeckung, ebenfalls durch die Venus, wird im September 2197 stattfinden.

Basierend auf Beobachtungen während der Mondbedeckungen, wenn das Licht des Sterns durch den Mond verdeckt wird, glauben einige Astronomen, dass es bis zu drei weitere Sterne im Spica-System geben kann.

FAKTEN
Zusammen mit den hellen Sternen Arcturus in der Boötes-Konstellation, Denebola in Löwe und Cor Caroli im Sternbild Canes Venatici bildet Spica einen Sterngruppe, bekannt als der Diamant der Jungfrau, 50 Grad im Umfang.

Spica, Denebola, Arkturus, Cor Caroli.
Großer Diamant der Jungfrau. Bild: Friendlystar auf wikipedia.org

Zusammen mit Regulus in Löwe gilt Alpha Virginis als einer der hellen Sterne, die es Hipparchus (160 – 120 v. Chr.) ermöglichten, die Präzession der Tagundnachtgleichen zu entdecken, nachdem er seine Daten mit denen der Alexandrianer Timochares verglichen hatte, die Spica und Regulus um 300 v. Chr. beobachtet hatten. Spica wurde später von Nikolaus Kopernikus beobachtet, der damit auch die Präzession studierte.

Spicas projizierte galaktische Umlaufbahn bringt den Stern zwischen 22.500 und 24.400 Lichtjahren aus dem Zentrum der Milchstraße. Der Stern bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 18,9 km/s relativ zur Sonne durch die Galaxie.

Ein um 3200 v. Chr. erbauter Tempel für Menat bei Theben war auf Spica ausgerichtet. Durch die Präzession änderte sich die Position des Sterns in Bezug auf den Tempel im Laufe der Zeit langsam.

Eine Reihe von Tempeln orientierte sich am Untergang Spicas, darunter der Sonnentempel am Tell el-Amarna (2000 v. Chr.), zwei Tempel am Rhamnus in Griechenland (1092 und 747 v. Chr.), zwei weitere am Tegea, Hera-Tempel am Olympia (1445 v. Chr.), Girgenti und Argos, der Tempel der Diana der Epheser (715 v. Chr.) und der Tempel des Nike Apteros am Athener (1130 v. Chr.). Die Tempelausrichtung deutet darauf hin, dass diese Kulturen weit früher Kenntnis von der Präzession der Tagundnachtgleichen hatten, als Hipparchus seine Entdeckung dokumentierte.

Spica, Alpha Virginis.
Dieses wunderschöne neue Bild, aufgenommen während eines Zeitraffer, der am Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) aufgenommen wurde, ist ein weiteres dramatisches Ultra High Definition Foto aus der ESO Ultra HD Expedition. ALMA, auf 5000 Metern über dem Meeresspiegel auf dem abgelegenen und leeren Chajnantor-Plateau in den chilenischen Anden gelegen, ist das zweite Ziel der vier ESO-Foto-Botschafter auf ihrer 17-tägigen Reise. Die Botschafter sind mit modernsten Ultra HD-Tools ausgestattet, die ihnen helfen, die wahre Majestät von Sehenswürdigkeiten wie der hier gezeigten einzufangen. Einige der 66 hochpräzisen Antennen, die ALMA umfassen, sind hier sichtbar, mit hochgerichteten Schüsseln, die die kalten Wolken im interstellaren Raum studieren und tief in die Vergangenheit auf unsere mysteriösen kosmischen Ursprünge blicken. Der spektakuläre Lichtspeer über der ALMA-Anlage ist ein Shooting-Star, der das Bild in einem lebendigen Farbspektrum durchschneidet. Smaragdgrüne, goldene und schwache karminrote Farbtöne leuchten hell, während der Meteorit brennt, während er in die Erdatmosphäre eintritt und seine feurige Reise über den Himmel macht. Der Hochgeschwindigkeitsfeuerkugel – in Wirklichkeit ein kleines Gesteinskorn aus dem interplanetaren Raum – interagiert mit der erwärmten Atmosphäre und verdampft die Oberflächenschichten des Meteoriten, die in einem glühenden Pfad zurückgelassen werden. Diese Spuren verschwinden in wenigen Sekunden, werden aber hier mit einem Klick erfasst.
Der hellste Stern im Sternbild Virgo (The Virgin), bekannt als Spica, und unser Nachbarplanet Mars leuchten hell in der Bildmitte – kosmische Zuschauer zu diesem feurigen Abstieg, wenn sie über den Horizont steigen. Bild: ESO/C. Malin

Im antiken Griechenland wurden Spica und Jungfrau-Konstellation mit Demeter in Verbindung gebracht, aber auch mit Deich, der Göttin der Gerechtigkeit, und Persephone, der Frau des Hades und Tochter von Demeter.

Spica ist unter vielen verschiedenen Namen in allen Kulturen bekannt. Der deutsche Astronom Johann Bayer aus dem 17. Jahrhundert nannte den Stern Arista. Im Mittelalter waren die Namen für den Stern Azimech und Alarph. Beide stammten aus dem Arabischen; Azimech von al-simāk al-a’zal, was “der Unverteidigte” oder “der Einsame” bedeutet, und Alarph von dem arabischen Satz, der “der Traubensammler” bedeutet. Zu den anderen Namen von Spica gehörten Sumbalet, was “die Maisähre” bedeutet, die der arabische Name für das Sternbild Jungfrau ist, sowie Sombalet, Shibbōleth, Sombalet und Sembalet Eleandri.

Babylonische Beobachter nannten den Stern Sa-Sha-Shirū, was “der Gürtel der Jungfrau” bedeutet. Der Stern vertrat die Frau von Bel.

In China ist Spica als Jiao Xiu 1 bekannt und gehört zum Sternbild Jiao Xiu. Die alten Chinesen betrachteten Spica als einen besonderen Frühlingsstern und nannten es Kio, das Horn. Spica markiert auch das Auge des Drachen, da es zur ersten chinesischen Mondvilla gehört, die der erste Sektor für den azurblauen Drachen oder den Drachen des Ostens, den Schutzgott der östlichen Richtung in ihrer Astrologie ist. Der größte Teil der Drachenfigur wurde durch das Sternbild Skorpion gebildet, wobei die hellen Antares, der so genannte Feuerstern, das Herz des Drachen markieren.

Die Ägypter identifizierten Jungfrau mit der Göttin Isis und sahen den Stern Spica als Lautenträger von Isis. Sie kannten auch den Stern mit einem anderen Namen, Repā, was “der Herr” bedeutet.

Für hinduistische Beobachter entspricht der Stern dem Nakshatra Chitra. Sie nannten den Stern Citrā, was “hell” bedeutet.

Spica vertritt den brasilianischen Staat Pará auf der brasilianischen Flagge.

Spica – Alpha Virginis
Konstellation: Jungfrau
Koordinaten: 13h 25m 11.5793s (Rektaszension), -11°09’40.759″ (Deklination)
Spektralklasse: B1 III-IV/B2 V
Entfernung: 262 Lichtjahre (80 Parsecs)
Scheinbare Größe: 1,04
Absolute Größe: -3,55 (-3,5, -1,5)
Umlaufdauer: 4.0145898 Tage
Masse: 10.25 Sonnenmassen (Spica A), 6.97 (Spica B)
Radius: 7,40 Sonnenradien (Spica A), 3,64 (Spica B)
Leuchtkraft: 12.100 solare Leuchtdichten (Spica A), 1.500 (Spica B)
Temperatur: 22.400 K (Spica A), 18.500 (Spica B)
Rotationsgeschwindigkeit: 199 km/s (Spica A), 87 km/s (Spica B)
Variablentyp: Beta Cephei, rotierendes Ellipsoid
Aussprache: /ˈspaɪkə/
Bezeichnung: Spica, Alpha Virginis, α Virginis, 67 Virginis, Spica Virginis, HD 116658, HR 5056, SAO 157923, BD -10°3672, GCTP18144, HIP 65474, FK5 498, CCDM 13252-1109

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