Neuer Einblick in Sternenoberflächen
Konvektion in Außenschicht auch bei Sternen mit großer Masse
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Sonne und Delta-Scuti-Stern: Unterschied in Außenhülle (Bild: Victoria Antoci) |
Wien (pte024/15.09.2011/13:58) Wichtige Erkenntnisse über die Struktur von Sternen liefern Astronomen der Universität Wien http://astro.univie.ac.at . Wie sie in der Zeitschrift "Nature" berichten, konnten sie eine Theorie zur Herkunft von Schwingungen von Sternen, die heißer und massiger sind als die Sonne, erstmals bestätigen. "Dieses Wissen über die Außenschicht liefert bessere Einblicke in die Aktivität von Sternen allgemein - darunter auch unsere Sonne", so die Studienleiterin Victoria Antoci im Interview mit pressetext.
Erdbebenforschung im All
Um die Struktur von Sternen zu erforschen, müssen Astronomen wie Erdbebenforscher vorgehen. Sie untersuchen die pulsierenden Lichtschwankungen, die Sterne dank ihrer Schwingungen abgeben. Die Frequenz dieser Schwingungen hängt entscheidend von der jeweiligen Masse und vom Aufbau des Himmelskörpers ab.
Speziell bei der Sonne und ähnlichen Sternen hält die Konvektion die Schwingungen aufrecht. Im Kern entstehende Energie wird dabei durch Strahlung an die äußerste Hülle transportiert. Diese Konvektionshülle umfasst bis zu 30 Prozent des Radius, schrumpft jedoch mit zunehmender Masse des Sterns. Schwingungen gibt es bei größeren Sternen weiterhin, nur werden sie durch den sogenannten "Kappa-Mechanismus" - den Antoci mit einem Dieselmotor vergleicht - aufrecht erhalten.
Zwei Schwingungen gleichzeitig
Wie und wann der Übergang von konvektiver zur nicht-konvektiver Hülle passiert, ist noch ungewiss. Die Theorie jedoch sagt vorher, dass vom Kappa-Mechanismus angetriebene pulsierende Sterne ("Delta-Scuti"-Sterne) noch genug Energie in der konvektiven Hülle besitzen, um sonnenähnliche Helligkeitsschwankungen zu verursachen. Um genau diese Schwankungen zu erforschen, hat Antoci mit ihrem Team hunderte vom Kepler-Weltraumteleskops der NASA beobachtete Sterne abgesucht. Fündig wurde sie beim Stern HD 187547.
"Wir konnten erstmals zeigen, dass Delta-Scuti-Sterne weiterhin sonnenähnliche Pulsationen anregen - obwohl sie nur eine sehr dünne Hülle von unter einem Prozent des Radius besitzen und auch Delta-Scuti-Schwingungen zeigen", berichtet Antoci. Während dies in der Astronomie zwar seit zehn Jahren gemutmaßt wird, konnte zuvor nie der Beweis erbracht werden.
Blick ins Sterninnere
Ein Ergebnis, das neben der genauen Schichttiefe und der Kalibrierung von Konvektionsmodellen auch weitere Erkenntnisse zulässt: So wiesen die Forscher etwa mit Hilfe von Spektren nach, dass bei HD 187547 gewisse chemische Elemente ungewöhnlich häufig an der Oberfläche vorkommen. Das dürfte auf die langsame Rotation des Sterns zurückgehen, die schwere Elemente in die Tiefe absinken und leichte an die Oberfläche dringen lässt. Dieser als "Diffusion" bezeichnete Effekt ist allerdings noch nicht vollständig geklärt.
Details zur Studie unter http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature10389.html
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