Ultraschallbilder von jungen Sternen

Print Friendly, PDF & Email

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine optische Aufnahme der Region NGC 2264, die einen jungen Sternhaufen beherbergt. Im Licht einiger dieser Sterne haben Astronomen Pulsationen gemessen und diese dazu verwendet, um auf die ablaufenden physikalischen Prozesse rückzuschließen, bevor sie altern und beginnen, Wasserstoff zu verbrennen. ESO

Die Entwicklung eines Sterns hängt von seiner anfänglichen Masse und Zusammensetzung sowie Entwicklungen in seiner frühesten Lebensphase entscheidend ab. Diese ursprünglichen Eigenschaften legen zum Beispiel die Produktion der chemischen Elemente fest, die später im stellaren Schmelzofen des Sterns geschmiedet werden und sein anfänglicher Drehimpuls beeinflußt die nachfolgende Verteilung seiner inneren Energie. Astronomen arbeiten deshalb daran, die in den frühesten Stadien eines Sternes ablaufenden physikalischen Prozesse zu verstehen, nachdem ein dichter Klumpen interstellarer Materie sich zusammengezogen, erwärmt und mit den Reifungsprozessen zum Stern begonnen hat.

Zu Beginn eines Sternenlebens sind seine Temperatur und Dichte im Zentrum nicht hoch genug, um merkliches Kernbrennen zu zünden; seine Energie stammt aus der Freisetzung gravitativer Energie und wird durch Gasbewegungen in Umlauf gebracht. Während die Temperaturen im Inneren steigen und das heiße Gas durchlässiger wird, beginnt diese innere Energie sich selbst über Strahlung als auch Gasbewegungen weiter zu verteilen. Konkurrieren diese und verwandte Prozesse dann um die Vorherrschaft, beginnt der Stern geringfügig zu vibrieren, ein Effekt, der als periodische Änderungen in der Oberfläche des Sterns über die Leuchtkraft und Temperatur beobachtet werden kann. In einigen jungen Sternen ist es möglich, sich der „Asteroseismologie“ zu bedienen – der Messung von Schallmustern – um den Aufbau und die Entwicklung des Sterns zu untersuchen.

Dimitar Sasselov vom CfA hat mit einer Gruppe weiterer Forscher die Oberflächenvibrationen an vierunddreißig jungen Sternen untersucht. Ihr Alter wird durch ihre Emissionsspektren oder ihrer Zugehörigkeit zu Sternhaufen, deren Alter bekanntermaßen weniger als etwa 10 Millionen Jahre beträgt, eingegrenzt; beides zeigt wahrscheinlich periodische Schwingungen in den jungen Sternen an. Die Gruppe stellt einen klaren Zusammenhang zwischen seismischen Beobachtungsgrößen und Entwicklungsstand der Sterne fest, und sie können insbesondere die ablaufenden inneren stellaren Prozesse und die zugehörige evolutionäre Entwicklung des Sterns ableiten. In Analogie zu einem Ultraschallbild kann diese Technik der Asteroseismologie Sterne, die noch keine Kernfusion in ihrem Inneren gezündet haben, untersuchen und bietet eine neue Methode zur Erforschung der frühesten Abschnitte des Lebens eines Sterns an.

Literatur:
„Echography of Young Stars Reveals Their Evolution“
K. Zwintz, L. Fossati, T. Ryabchikova, D. Guenther, C. Aerts, T. G. Barnes, N., Themes, D. Lorenz, C. Cameron, R. Kuschnig, S. Pollack-Drs, E. Moravveji, A. Baglin, J., M. Matthews, A. F. J. Moffat, E. Poretti, M. Rainer, S. M. Rucinski, D. Sasselov, W. W. Weiss
Science 01 Aug 2014: Vol. 345, Issue 6196, pp. 550-553