Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Asteroseismologie zur Altersbestimmung von Sternen

04.07.2014

Sterne werden durch den Kollaps von Molekülwolken geboren.

In den frühen Phasen der Sternentwicklung ziehen sich die jungen Sterne zusammen und werden dabei immer kleiner, kompakter und heißer, bis es in ihrem Inneren heiß genug ist, dass das Wasserstoffbrennen im Kern gezündet werden kann. Wie kann man jedoch das genaue Alter und den Entwicklungszustand junger Sterne bestimmen?


Entwicklungsweg eines jungen Sterns von seiner Geburt (rechts unten) bis zum Beginn des Wasserstoffbrennens im Kern (links unten).

Credit: Pieter Degroote (KU Leuven)

In einer Publikation im renommierten Journal "Science" zeigt eine internationale ForscherInnengruppe um Konstanze Zwintz gemeinsam mit Rainer Kuschnig und Werner Weiss von der Universität Wien, dass es einen direkten Zusammenhang zwischen den beobachteten Schwingungen junger Sterne und ihrem Alter gibt.

In unserem Universum sind in der Vergangenheit unzählige Male Sterne entstanden und werden immer noch geboren. Die ersten Phasen im Leben der Sterne bestimmen ihr gesamtes zukünftiges Schicksal bis hin zu ihrem Tod. "Es ist daher wesentlich, dass wir die physikalischen Prozesse in ihren frühen Phasen verstehen", erklärt die Astrophysikerin Konstanze Zwintz.

Aber obwohl wir ein allgemeines Bild davon haben, wie Sterne entstehen und sich entwickeln, weist das Wissen über die frühe Sternentwicklung große Lücken auf. Zu den vielen ungelösten Fragen gehört unter anderem die Bestimmung ihres Alters und ihres relativen Entwicklungszustands.

Die Kinderstube der Sterne

Junge Sterne mit Massen von etwa einer bis zu sechs Sonnenmassen haben ähnliche Eigenschaften in ihren Atmosphären wie ältere, weiter entwickelte Sterne, die schon im Kern Wasserstoff verbrennen. "Es ist daher nicht möglich, den Entwicklungszustand eines beliebigen Sterns ausschließlich aufgrund von Eigenschaften wie seiner effektiven Temperatur, Schwerebeschleunigung oder Leuchtkraft zu bestimmen", so die Wissenschaftlerin.

Der Hauptunterschied zwischen Sternen unterschiedlicher Entwicklungszustände ist ihr innerer Aufbau. Asteroseismologie ist die einzige Methode, die es erlaubt, das Innere pulsierender Sterne durch die Analyse ihrer Sternschwingungen zu untersuchen. Das funktioniert ähnlich wie auf der Erde, wo ForscherInnen aufgrund des Studiums von Erdbeben wissen, wie das Innere unserer Erde aufgebaut ist.

Jüngere Sterne schwingen langsamer

Theoretiker hatten vorhergesagt, dass man Asteroseismologie dazu verwenden könnte, den Entwicklungszustand eines Sterns zu bestimmen. Es fehlten allerdings bisher entsprechende Beobachtungsdaten, um diese Hypothese zu überprüfen. In der neuen "Science"-Publikation zeigen Zwintz und ihr Team das erste Mal, dass die beobachteten Schwingungseigenschaften junger Sterne tatsächlich von ihrem jeweiligen Entwicklungszustand abhängen:

Die am wenigsten entwickelten jungen Sterne schwingen am langsamsten, während die am weitest entwickelten (d.h. kurz vor dem Beginn des Wasserstoffbrennens im Kern) die kürzesten Perioden zeigen. "Das wird es erlauben, das Alter junger Sterne nur aus ihren gemessenen Schwingungseigenschaften abzuleiten, ohne Zuhilfenahme theoretischer Modelle", freut sich die Astronomin: "Damit haben wir gezeigt, dass Asteroseismologie auch eine unschlagbare Methode ist, einige der offenen Fragen im Gebiet der frühen Sternentwicklung zu beantworten".

Sterne in allen Entwicklungsstadien können viele verschiedene Arten von Schwingungen zeigen, die aufgrund unterschiedlicher Mechanismen entstehen. Dass auch junge Sterne schwingen können, ist erst seit rund 20 Jahren bekannt. Als Konstanze Zwintz im Jahr 2000 ihr Doktorat an der Universität Wien begann, war Asteroseismologie junger Sterne ein ganz neues Gebiet, über das noch nicht viel bekannt war.

Seit dieser Zeit hat sich Zwintz intensiv diesem Forschungsgebiet gewidmet – auch in ihren zwei Forschungsprojekten an der Universität Wien (2007 bis 2012). Seit knapp zwei Jahren arbeitet sie nun an der KU Leuven (Belgien), hat aber in Zusammenarbeit mit ihren Kollegen Rainer Kuschnig und Werner Weiss vom Institut für Astrophysik der Universität Wien die Forschungsarbeit zum Thema fortgeführt.

MOST, CoRoT und Daten von ESO-Teleskopen

Die Daten zu der jetzt veröffentlichten Studie in "Science" wurden zu einem Großteil durch die beiden Satelliten MOST und CoRoT und einigen Observatorien auf der Erde aufgenommen. Der kanadische Mikro-Satellit MOST (Microvariability and Oscillations of STars) wurde vor über 11 Jahren gestartet, ist nur so groß wie ein Koffer und hat über all die Jahre immer wieder junge Sterne vermessen. Am Dach des Instituts für Astrophysik der Universität Wien gibt es seit 2003 eine Bodenstation, die täglich mit MOST kommuniziert, um seine neuen Daten auf die Erde zu senden.

Die Hauptaufgabe des im Dezember 2006 gestarteten europäischen Satelliten CoRoT (Convection, Rotation and Planetary Transits) war es, Planeten in anderen Sonnensystemen zu entdecken und die Schwingungen älterer Sterne zu untersuchen. CoRoT hat im Juni 2013 seinen Dienst eingestellt. Der zweite Teil der Daten – hochaufgelöste Spektren der Sterne – wurde an Observatorien auf der Erde aufgenommen, unter anderem mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO).

Wissenschaftlicher Kontakt
Mag. Dr. Konstanze Zwintz
Instituut vor Sterrenkunde
KU Leuven
Celestijnenlaan 200D, BUS 2401
B-3001 Belgien
T +32-16-32 70 37
M +43-664-5327811
konstanze.zwintz@ster.kuleuven.be
http://www.ster.kuleuven.be/~konstanze

Rückfragehinweis
Mag. Alexandra Frey
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
M +43-664-602 77-175 33
alexandra.frey@univie.ac.at

Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 15 Fakultäten und vier Zentren arbeiten rund 9.700 MitarbeiterInnen, davon 6.900 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit auch die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 92.000 nationale und internationale Studierende inskribiert. Mit über 180 Studien verfügt sie über das vielfältigste Studienangebot des Landes. Die Universität Wien ist auch eine bedeutende Einrichtung für Weiterbildung in Österreich. 1365 gegründet, feiert die Alma Mater Rudolphina Vindobonensis im Jahr 2015 ihr 650-jähriges Gründungsjubiläum. www.univie.ac.at

Alexandra Frey | Universität Wien

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern
17.08.2017 | Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

nachricht Optische Technologien für schnellere Computer / „Licht“ mit Wespentaille
16.08.2017 | Universität Duisburg-Essen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten