Astronomen sehen sich Inneres von Roten Riesen näher an
Wir wissen bereits, dass Sterne mittlerer Masse zu Roten Riesen werden, wenn ihnen der Wasserstoff ausgeht. Doch was passiert danach? Die Kepler-Mission der NASA (National Aeronautics and Space Administration) bietet einen so klaren Blick auf die Veränderungen ihrer Helligkeit, dass die Astronomen Hinweise dafür finden können, wann Rote Riesen so heiß sind, dass sie Helium verbrennen, dass durch die Wasserstoffschmelze entstanden ist. Die vorläufigen Erkenntnisse der Astronomen darüber, was im Inneren der Roten Giganten passiert, werden in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature vorgestellt. Die Studie wurde teilweise durch das Projekt PROSPERITY ("'Probing stellar physics and testing stellar evolution through asteroseismology" finanziert, das ein Stipendium des Europäischen Forschungsrats in Höhe von fast 2,5 Mio. EUR unter dem Siebten Rahmenprogramm der EU (RP7) erhielt. In der Abhandlung beschreiben die Astronomen, wie das Kepler-Raumschiff winzige, regelmäßige Veränderungen in der Helligkeit der Sterne aufspürt. Diese Regelmäßigkeit ähnelt gleichmäßigen Trommelschlägen bei unterschiedlichen Rhythmen. Jeden Rhythmus kann man sich als einen einzelnen Zahn eines Kamms vorstellen. Diese Oszillationen wurden auch mit Teleskopen von der Erde aus beobachtet, um Masse und Radius der Sterne zu bestimmen. Die Forscher bemerkten jedoch auch Abweichungen von den gleichmäßigen Mustern der Kepler-Daten; diese anderen Muster werden durch Schwingungen im Schwerkraftmodus ausgelöst. Und diese Wellen ermöglichen es den Astronomen, den Kern eines Sterns zu erforschen. Sie zeigen den Astronomen, ob ein Roter Riese in einer den Stern umgebenden Hülle Wasserstoff verbrennt, oder ob er bereits ein Alter erreicht hat, in dem das Verbrennen von Helium im Kern eingesetzt hat. Diesen Unterschied konnten die Astronomen vor der Kepler-Mission noch nicht feststellen. Darüber hinaus "hatte bis zum Start der Mission niemand erwartet, dies zu sehen", sagt Professor Steve Kawaler von der Iowa State University in den Vereinigten Staaten und Leiter von Kepler Asteroseismic Investigation. "Dass wir so klar unter die Oberfläche eines Roten Riesen sehen könnten, kam unerwartet." Die Transformation von Sternen, die eine Wasserstoffhülle verbrennen, zu Sternen, die Helium verbrauchen, ist mysteriös. Bislang dachten die Astronomen, dass dies sehr schnell, möglicherweise explosionsartig geschehen würde. Nun können sie feststellen, welche Roten Riesen die Transformation bereits hinter sich haben und welche noch vor sich und diese Informationen werden uns dabei helfen, den Lebenszyklus Roter Riesen besser zu verstehen. Sterne mittlerer Masse leben von der Verbrennung des Wasserstoffs im Kern zu Helium - und genau das tut unsere Sonne gegenwärtig. In weiteren 5 Milliarden Jahren wird die Sonne voraussichtlich den kompletten Wasserstoff in ihrem Kern aufgebraucht haben und damit beginnen, den wenigen Wasserstoff zu verbrennen, der in einer Hülle um den Kern herum verblieben ist. Gleichzeitig wird die Kerntemperatur unserer Sonne ansteigen, bis sie heiß genug ist, um das aus der Wasserstoffschmelze entstandene Helium zu verbrennen. Anschließend wird das Helium zu Kohlenstoff und andere schwerere Elemente umgewandelt. Ist das Helium verbraucht, wird die Sonne nicht heiß genug sein, um den produzierten Kohlenstoff zu verbrennen. Was dann? Kepler startete am 6. März 2009 von der Cape Canaveral Air Force Station in Florida aus. Das Raumschiff umkreist die Sonne und trägt dabei ein Photometer, ein Lichtmessgerät zur Messung von Veränderungen in der Helligkeit der Sterne. Es ist, als hätte man ein Instrument, das Wellen nach Erkenntnissen über die Oberfläche des Sterns untersucht und gleichzeitig unter der Oberfläche horcht, um mehr über den Kern des Sterns zu erfahren. "Man muss dabei jedoch sehr genau hinhören", warn Professor Kawaler. Astronomen werden so in der Lage sein, die Frage zu beantworten, und zwischen Sternen in unterschiedlichen Evolutionsstadien zu unterscheiden: Riesen und richtig riesige Riesen, von denen bekannt ist, dass sie unterschiedliche Kerndichten haben; ansonsten sind sie sich jedoch äußerst ähnlich. Weitere Informationen unter: Nature http://www.nature.com/ Das PROSPERITY-Factsheet auf CORDIS finden Sie unter https://cordis.europa.eu/project/id/227224/de
Länder
Australien, Belgien, Kanada, Deutschland, Dänemark, Frankreich, Italien, Niederlande, Vereinigte Staaten