Mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) haben Forscher*innen ein spektakuläres Porträt des bislang rätselhaften Sternsystems Apep aufgenommen. Die neue Infrarotaufnahme zeigt ein komplexes Muster aus konzentrischen Staubringen, die von den gewaltigen Kräften dreier massereicher Sterne geformt wurden.
Apep-System: Sterne werfen Fragen auf
Im Zentrum von Apep befinden sich zwei sogenannte Wolf-Rayet-Sterne – heißt, leuchtkräftige Sterne kurz vor ihrem Lebensende – sowie ein dritter Begleiter, ein O-Superriese. Alle drei schleudern große Mengen Materie ins All. Wo diese Sternenwinde aufeinandertreffen, bildet sich dichter, kohlenstoffhaltiger Staub, der durch die Bahnbewegung der Sterne spiralförmig verteilt wird.
Was Apep so besonders macht: Die beiden Wolf-Rayet-Sterne haben ähnlich starke Winde – keiner dominiert den anderen. Statt einer engen Spirale formt sich der Staub zu einem breiten, kegelförmigen Ausfluss.
In einer aktuellen Fachveröffentlichung auf dem Preprint-Server arXiv beschreibt ein Forschungsteam um Yinuo Han vom California Institute of Technology (Caltech), wie die neue JWST-Aufnahme drei deutlich erkennbare Staubschalen zeigt – jede entstanden bei einem vollständigen Umlauf der Sterne, etwa alle 193 Jahre. Insgesamt lassen sich so fast 700 Jahre Sternengeschichte rekonstruieren.
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Die Schlange, die sich selbst verschlingt
Ein zweites Team unter Leitung von Ryan White von der Macquarie University ging noch einen Schritt weiter: Mit einem eigens entwickelten Modell rekonstruierten sie die Bahn der beiden zentralen Sterne und bestätigten, dass auch ein dritter Stern tatsächlich Teil des Systems ist.
Ihr Paper trägt den poetischen Titel „The Serpent Eating Its Own Tail“ – die Schlange, die sich selbst verschlingt. Besonders auffällig: eine Lücke im Staubmuster, genau dort, wo sich der O-Stern befindet. Dessen Wind bläst das Material zur Seite – der Beweis, dass Apep ein hierarchisches Dreifachsystem ist.
Um die komplexe Staubstruktur zu verstehen, entwickelte White ein spezielles Geometriemodell, das auf Daten des JWST und des Very Large Telescopes (VLT) in Chile basiert. Die Simulation zeigte, wie sich der Staub im Laufe der Jahrhunderte verteilt – abhängig von der Form der Umlaufbahn. Diese ist stark elliptisch, das heißt: Die beiden Sterne kommen sich regelmäßig besonders nahe. In diesen Momenten entsteht der meiste Staub, der sich dann in Ringen nach außen ausbreitet
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Mögliche Erklärungen
„Der Staub schien sich viel langsamer als der Wind zu bewegen, was schwer zu erklären war“, erklärt Benjamin Pope, Associate Professor der Fakultät für Mathematik und Physik an der Macquarie University, in einem aktuellen Beitrag für The Conversation. Im Rahmen einer 2018 veröffentlichten Nature-Studie vermuteten sein Team und er noch, „dass der Staub von einem langsamen, dichten Wind vom Äquator eines schnell rotierenden Sterns mitgerissen wurde, wie er heute selten, im frühen Universum jedoch häufig vorkam“.
In ihrer aktuellen Analyse kommen Han, Pope und Kolleg*innen jedoch zu dem Schluss: Das System ist wahrscheinlich weiter entfernt, als man dachte – was die scheinbar geringe Ausbreitungsgeschwindigkeit erklärt. Gleichzeitig bedeutet das auch: Die beteiligten Sterne sind noch heller als bisher angenommen.
Und wie genau entsteht die auffällige Lücke im Staub? White und sein Team – auch hier wirkte Pope mit – zeigen in ihrem Paper, dass Wärme allein nicht ausreicht, um den Staub dort zu zerstören – der O-Stern ist schlicht zu weit entfernt. Viel wahrscheinlicher ist, dass der Staub mechanisch zertrümmert wird, wenn der Wind des dritten Sterns auf das Material trifft. Das ergibt nicht nur eine beeindruckende Bildstruktur, sondern liefert auch seltene Einblicke in die letzten Lebensphasen besonders massereicher Sterne.
Quellen: „The formation and evolution of dust in the colliding-wind binary Apep revealed by JWST“ (arXiv, 2025); „The Serpent Eating Its Own Tail: Dust Destruction in the Apep Colliding-Wind Nebula“ (arXiv, 2025); The Conversation; „Anisotropic winds in a Wolf–Rayet binary identify a potential gamma-ray burst progenitor“ (Nature, 2018)
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