Die Datenbank „BeSS“ für Spektren von Be-Sternen

Be-Sterne sind sog. non-supergiant B-Sterne, in deren Spektrum mindestens einmal die Balmerlinien des Wasserstoffs in Erscheinung treten. In der Sternklassifikation steht darum das „e" bei Be-Sternen für Emission. Diese Eigenschaft trifft zu auf ungefähr 20% aller Sterne des B-Typs im Feld unserer Galaxis und kann sogar einen größeren Anteil  in anderen Umgebungen einnehmen (z.B. in der Magellanschen Wolke). Einige späte O- und frühe A-Sterne zeigen ebenfalls solche Emissionen und werden als eine erweiterte Klasse der Be-Sterne angesehen.

Die Phase der Emission in den optischen und infraroten Linien des Wasserstoffs (Abb.1) und mehrerer anderer Ionen wird als sog. Be-Phänomen bezeichnet und spiegelt Veränderungen in der Struktur der zirkumstellaren Hülle wider (Abb.2), die verursacht werden durch die am wahrscheinlichsten vorhandenen Prozesse des episodischen Massenausstoßes des Zentralsterns. Die eigentlichen Ursachen der Entstehung dieses Be-Phänomens sind auch heute noch immer ungeklärt. Es ist allgemein akzeptiert, dass die Hüllen von Be-Sternen nach außen hin wegen der hohen Rotationsgeschwindigkeiten des Zentralstern abgeflacht sind.

Diese Rotationsgeschwindigkeiten sind jedoch normalerweise geringer als die kritischen Rotationsgeschwindigkeiten bei welcher die Zentrifugalkraft Masse des Sterns abschleudert. Darum ist die Zentrifugalkraft selbst nicht ausreichend, um die Bildung einer Scheibe um diese Sterne zu erklären. Es sind noch andere Mechanismen eines zusätzlichen Drehmomentes erforderlich, um den Massenausstoß des stellaren Materials zu erklären. Die z. Zt. wohl wichtigsten vorgeschlagenen Erklärungen dafür sind die Stöße in einem nichtradialen Pulsationsmodell und das Vorhandensein eines magnetischen Feldes.

Be-Sterne durchlaufen auf allen Zeitskalen Veränderungen bezogen auf unterschiedliche physikalische Phänomene, allen voran, die schnellen periodischen Variationen hinsichtlich der Rotation (Abb. 3) und Pulsation (Abb.4).

Außerdem beobachtet man Langzeitvariationen, die mit den stellaren Winden und der Sternscheibe verknüpft sind. Schließlich gibt es die episodischen Variationen der Materieausbrüche des Sterns verbunden mit Massetransfer in die Scheibe. Deshalb bleiben Be-Sterne auch heute noch, eineinhalb Jahrhunderte nach ihrer Entdeckung, für die professionellen Astronomen ein Mysterium und für die Amateure faszinierende Objekte. Tatsächlich hält die Beobachtung eines Be-Sterns immer wieder neue Überraschungen bereit, selbst wenn der gleiche Stern bereits vorher untersucht worden ist. Weder sind zwei Be-Sterne, noch sind zwei Spektren eines gegebenen Be-Sterns identisch. Amateurbeobachtungen von Be-Sternen sind darum sehr zahlreich und haben oft zu professionellen Studien dieser Objekte beigetragen.

Obwohl die kurzzeitigen Variationen von Be-Sternen leicht durch Beobachtungen während einiger Tage oder Wochen studiert werden können, erfordert die Studie von Langzeitphänomenen eine Sammlung von Beobachtungsmaterial oftmals aus mehreren Dekaden. Die Studie der spektralen Langzeitvariationen eines Be-Sterns ist darum normalerweise auf alle gesammelten verfügbaren Spektren angewiesen. Dies kann jedoch u. U. zu einem enormen Arbeitsaufwand anwachsen wenn Daten über die ganze Welt verteilt sind, zudem möglicherweise in unterschiedlichen Formaten verfügbar und wenn darüber hinaus nur kleine Informationsbestandteile in unterschiedlichen Datensätzen vorliegen. Außerdem sind durch Amateure erhaltenen Spektren normalerweise der professionellen Astronomie weder bekannt noch verfügbar während sie wichtige, wissenschaftliche Informationen enthalten. Dies ist der Grund, weshalb es wichtig erscheint, alle verfügbaren Spektren von Be-Sternen an einem Ort, in einem einheitlichen Format, mit allen relevanten Informationen für die spätere Analyse zusammenzufassen um so einen leichten Austausch zwischen den professionellen und den Amateurastronomen zu ermöglichen.

Mit diesem Ziel vor Augen, entstand die Idee der Zusammenarbeit zwischen der professionellen und der Amateurastronomie, die Be-Sternspektrum-Datenbank  BeSS unter basebe.obspm.fr verfügbar zu machen. BeSS ist ein neues, von der gesamten weltweiten Beobachtergemeinde zu verwendendes, auf Be-Sterne ausgerichtetes Werkzeug. Es enthält einen Katalog von allen (~2000) bekannten Be-Sternen mit ihren stellaren Parametern und sammelt verfügbare Spektren, die von professionellen und Amateurastronomen aufgenommen wurden.

BeSS ist eine Zweiweg-Datenbank: Daten und Spektren können herunter und hochgeladen werden und erlaubt damit der gesamten Be-Stern-Gemeinde einen Datenaustausch von Beobachtungen an diesen Objekten:

Abfragen

Der Katalog und die Sammlung von Spektren kann direkt auf der Webseite von BeSS oder via virtuellem Observatorium abgefragt werden. Abfragen können entweder durch den Sternnamen oder durch Parameter (z.B. Sternhelligkeit, Koordinaten, Ort der durchgeführten Beobachtungen, Name des Beobachters,...) durchgeführt werden. Man kann die Datenbank abfragen nach einer Liste von besonders nützlichen Be-Sternen, um Beobachtungen vorzubereiten oder um eine Liste von Be-Sternen herunter zu laden. Der Benutzer erhält auch zusätzliche Informationen über den Stern (stellare Parameter) oder über die Spektren (Beobachtungsdatum, Instrument, etc.) In naher Zukunft werden die Benutzer auch in der Lagen sein, interaktiv Spektren zu visualisieren. Außerdem kann der Benutzer Informationen über das Instrument und den Beobachtungsort der entsprechenden Spektren durch Prüfung seiner Aufzeichnungsbeschreibungen abholen.

Beiträge

Die BeSS-Datenbank ist anfänglich mit Spektren gefüttert worden, die in verschiedenen anderen Datenbanken, wie etwa dem ELODIE-Archiv des OHP (Observatoire de Haute-Provence), oder der Datenbank GAUDI der bodenbasierenden Arbeitsstation für den COROT-Sateliten etc. Im Besitz von Be-Sternspektren seiende professionelle oder Amateurastronomen sind eingeladen, diese nach BeSS hochzuladen und in der Datenbank  bereitzustellen. Dafür ist es allerdings erforderlich, ein Formblatt auf der BeSS-Webseite auszufüllen und ein erstes Be-Sternspektrum hochzuladen. Das Format dieses Spektrums wird automatisch beim Hochladen nach seinem Inhalt durch den Administrator geprüft. Dabei gelten die gleichen Kriterien hinsichtlich Annahme/Zurückweisung sowohl für professionelle wie für Amateurspektren um die Brauchbarkeit/Richtigkeit der Daten sicherzustellen.

Sobald das erste Spektrum, das von einem Benutzer hochgeladen wird, und von den Verwaltern von BeSS validiert worden ist, erhält der Benutzer durch eMail ein Login und ein Kennwort für BeSS. Danach ist der Benutzer in der Lage, den Rest seines Sternspektrums hochzuladen. Allerdings wird der Aministrator auch weiterhin regelmäßig alle hochgeladenen Spektren des Benutzers kontrollieren. Die in BeSS hochgeladenen Spektren müssen der BeSS-Formatspezifikation entsprechen, d.h. es müssen einfache fits-Spektren einschließlich des Headers sowie einiger vorgeschriebener Schlüsselworte sein.

In den meisten der von Amateuren verwendeten Software zur Spektrenreduktion sind diese Formatspezifikationen integriert. Auf der BeSS-Webseite wird der Benutzer auch eine Seite finden, um vorher Unsicherheiten in seinem Format zu prüfen, wie auch eine komplette Dokumentation über die Formaterfordernisse. Außerdem wird der Benutzer beim Hochladen der Spektren nach Details bezüglich seines Instrumentes (Teleskop, Spektrograph, Kamera), das zur Spektrenaufnahme verwendet wurde, wie auch nach dem Beobachtungsort und nach dem Autor der Spektren gefragt, falls dieses nicht schon vorher in BeSS registriert wurden.

Auf diese Weise haben die Benutzer, die Spektren von BeSS herunterladen, alle nützlichen Informationen zur vollständigen Verwendung dieser Daten.

BeSS wird besonders nützlich sein für professionelle Astronomen im Fall von Studien zum Langzeitverhalten des Be-Phänomens weil es Spektren über mehrere Dekaden bereitstellt. Zugleich erlaubt BeSS Amateutastronomen den Austausch ihrer Spektren mit der professionellen Astronomie zur wissenschaftlichen Verwendung und das Herunterladen hochqualitativer professioneller Daten für ihre eigenen Arbeiten. Allerdings wird BeSS nur dann erfolgreich sein, wenn Beobachter, die im Besitz von Be-Sternspektren sind, auch tatsächlich diese dort hochladen bzw. bereitstellen.

Dr. Coralie Neiner

Observatoire de Paris - Site de Meudon
5, place Jules Janssen
92195 Meudon