How big is Mu Cephei?

Mu Cephei, auch als Herschels Granatstern bekannt, ist ein Roter Überriese im Sternbild Kepheus. Eine Studie aus dem Jahr 2019 schätzte, dass er etwa 1,4 Milliarden Kilometer breit ist, rund das 970-Fache der Breite der Sonne. Das ist die Breite der sichtbaren Oberfläche des Sterns. Der Wert ist um etwa ein Viertel in beide Richtungen unsicher, hauptsächlich weil die Entfernung des Sterns nur ungenau bekannt ist.

Größe

Ein Stern hat keine feste Oberfläche, daher wird seine Breite anhand seiner Photosphäre gemessen, der leuchtenden Schicht, die den Großteil seines Lichts abgibt. In einer Studie aus dem Jahr 2005 maßen Astronomen mittels Interferometrie, die Licht mehrerer Teleskope kombiniert, wie breit Mu Cephei von der Erde aus erscheint. Im Infrarotlicht erstreckt sich seine Photosphäre über 14,1 Tausendstel einer Bogensekunde, wobei eine Bogensekunde 1/3.600 Grad entspricht. Darum liegt eine Schicht aus Gasmolekülen, die etwa ein Drittel breiter ist.

Um aus diesem Winkel eine Breite zu berechnen, wird die Entfernung des Sterns benötigt. Veröffentlichte Schätzungen reichen von etwa 1.300 bis 5.900 Lichtjahren, wobei ein Lichtjahr – die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt – etwa 9,46 Billionen Kilometer beträgt. Die Messung des Weltraumteleskops Gaia war zu unsicher, um die Frage zu klären.

2019 ermittelte ein Team eine Entfernung von etwa 2.100 Lichtjahren, indem es Mu Cephei mit Beteigeuze verglich, einem ähnlichen Stern, dessen Entfernung kurz zuvor erneut gemessen worden war. Bei dieser Entfernung beträgt der Radius des Sterns das 972-Fache des Sonnenradius, plus oder minus 228, sodass er 1,0 bis 1,7 Milliarden Kilometer breit ist. Eine Studie aus dem Jahr 2005, die den Stern weiter entfernt ansetzte, ermittelte einen Radius, der 1.420-mal so groß ist wie der der Sonne, was ihn auf etwa 2 Milliarden Kilometer Breite bringen würde.

Größenvergleiche

Mu Cephei ist etwa 970-mal so breit wie die Sonne, die etwa 1,39 Millionen Kilometer breit ist.
Würde er an die Stelle der Sonne treten, reichte seine Oberfläche etwa 4,5 astronomische Einheiten weit hinaus – über die Umlaufbahn des Mars hinaus und fast bis zur Umlaufbahn des Jupiters. Eine astronomische Einheit ist die durchschnittliche Entfernung der Erde von der Sonne, etwa 150 Millionen Kilometer.
Er ist etwa ein Viertel breiter als Beteigeuze, ein weiterer Roter Überriese desselben Typs, und etwa zwei Drittel so breit wie VY Canis Majoris, einer der breitesten Roten Überriesen, die Stand 2024 in der Milchstraße bekannt sind.
Von der Erde aus erscheint Mu Cephei so breit wie ein menschliches Haar von etwa 0,1 Millimetern Dicke, das man in etwa 1,5 Kilometern Entfernung hält.
Wäre die Sonne auf die Größe eines Basketballs geschrumpft, wäre Mu Cephei eine Kugel mit einem Durchmesser von etwa 230 Metern – etwa so lang wie zwei amerikanische Footballfelder.

Der Granatstern

Mu Cephei wird manchmal auch Erakis genannt, ist aber schon lange als Herschels Granatstern bekannt, ein Name, der zu seiner tiefroten Farbe passt. Der Stern erscheint rot, teilweise weil er deutlich kühler ist als die Sonne. Staub im Weltraum zwischen dem Stern und der Erde rötet sein Licht zusätzlich. Durch ein Teleskop betrachtet erscheint er nahe dem Rand von IC 1396, einer leuchtenden Gaswolke.

Auch die Helligkeit von Mu Cephei schwankt, in einem groben Zyklus von etwa zwei Jahren. Der General Catalogue of Variable Stars führt ihn als Beispiel für Rote Überriesen an, die auf diese teilweise regelmäßige Weise schwanken.

Ein Stern, der Masse verliert

Wie andere Rote Überriesen verliert Mu Cephei langsam seine äußeren Schichten an den Weltraum. 2019 kartierten Astronomen mit den NOEMA-Radioteleskopen das Kohlenmonoxidgas um ihn herum. Das Gas erwies sich als klumpig statt gleichmäßig verteilt. Zusammen tragen die Klumpen und der übrige Sternwind – das Gas, das der Stern ins All abgibt – jedes Jahr etwa 2,5 Millionstel der Sonnenmasse fort, etwa vier Fünftel der Masse der Erde.

Eine Studie aus dem Jahr 2023 verfolgte heißes Gas, das in Fahnen von der Sternoberfläche aufsteigt, angetrieben durch Konvektion – das Aufsteigen heißen und das Absinken kühleren Gases. Das Gas erreichte Höhen von mindestens einem Zehntel des Sternradius über der Oberfläche. Von dort aus kann es der Schwerkraft des Sterns ohne Weiteres entkommen. Mu Cephei wird sein Leben voraussichtlich als Supernova beenden, der Explosion eines massereichen Sterns.