Kepler und die kosmische Melodie der 150.000 Sterne
Die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA (National Aeronautics and Space Administration) schickte im Jahr 2009 Kepler ins All. Der vorrangige Auftrag des Teleskops war es, nach erdähnlichen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, fremden Welten, die um weit entfernte Sterne ihre Kreise ziehen, zu suchen. Seitdem hat das Photometer des Weltraumteleskops Daten von solch guter Qualität geliefert, dass sich die Ansicht über die Funktionsweise von Sternen verändert hat. Am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) arbeiten Wissenschaftler aus der ganzen Welt an der Analyse der Kepler-Daten zu mehr als 150.000 Sternen. Das Projekt SAS-RRL (Space asteroseismology & RR Lyrae stars) wurde initiiert, um eine Klasse von pulsierenden Sternen zu untersuchen, die zur Messung kosmischer Distanzen genutzt werden. RR-Lyrae-Sterne, das erste Mitglied dieser Klasse, wird schon seit mehr als 100 Jahren untersucht. Seine Helligkeit oszilliert über einen Zeitraum von etwa 13,5 Stunden. Während jeder Phase treten kleinere zyklische Veränderungen auf. Die Wissenschaftler von SAS-RRL fanden heraus, dass dieses als Blazhko-Effekt bekannte Verhalten bei RR-Lyrae-Sternen eher die Regel ist, als eine Ausnahme. Außerdem fanden die Projektwissenschaftler in Form von Daten, die von der von Franzosen geleiteten COROT-Mission (Convection, Rotation and planetary Transits) stammten, Anzeichen für eine Verdoppelung der Periode bei RR-Lyrae-Sternen. Die Lichtkurven der Sterne wurden dann mit Standard-Fourier-Verfahren analysiert, um die zeitliche Entwicklung der Helligkeitsoszillationen nachzuverfolgen. Die unterschiedlichen Perioden legen nahe, dass sich die Helligkeitsoszillationen aus einem komplizierten Zusammenspiel von radialen und nichtradialen Pulsationen der Sternoberflächen ergeben. Die Allgegenwart von kleinen und häufigen Oszillationen bei allen Arten von RR-Lyrae-Sternen ebnet den Weg zur Erforschung derer inneren Struktur über deren Helligkeit. Die inneren Strukturen von Sternen können mithilfe der Asteroseismologie untersucht werden, weil Oszillationen mit verschiedenen Frequenzen unterschiedlich tief vordringen. Der nächste Schritt besteht in der Nutzung des wissenschaftlichen Potenzials dieser Beobachtungen und einer Kalkulation der Masse und des Alters der Sterne, um die Theorie der Sternentwicklung zu überprüfen. Zu diesem Zweck wurden Röntgenbeobachtungen vom Röntgenobservatorium Chandra (CXO) der NASA analysiert, um eine Reihe von Einschränkungen zu den Eigenschaften der Sterne abzuleiten. Die Ergebnisse wurden in renommierten Peer-Review-Fachzeitschriften veröffentlicht und auf internationalen Konferenzen vorgestellt, was die Sichtbarkeit des SAS-RRL-Projekts innerhalb der Wissenschaftsgemeinde erhöhte. Die Entdeckung von Planeten, die um Lichtjahre entfernte Sterne kreisen, ist ein relativ neues Feld der Wissenschaft. Das SAS-RRL-Projekt hat jedoch bewiesen, dass das abgestrahlte Licht Wissenschaftlern auf deren Suche nach Leben in den Tiefen des Universums behilflich sein kann.
Schlüsselbegriffe
Kepler, Sterne, Schallwellen, Sternbeben, Planeten, Asteroseismologie, RR-Lyrae-Sterne
