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Das rätselhafte Pulsieren der Roten Riesen

Astronomie.- Myriaden von Sternen bevölkern das Universum. Sie entstehen, entwickeln sich, altern und verlöschen wieder. Bisher dachten die Astronomen, die Entwicklung eines Sterns in seinem letzten Lebensabschnitt sei recht gut verstanden. Doch neue Beobachtungen lassen daran Zweifel aufkommen.

Von Dirk Lorenzen | 10.12.2009

    Christine Nicholls ist Doktorandin am Mount Stromlo Observatory in Australien. Sie beobachtet Sterne, die etwa so groß sind wie die Sonne, aber bereits in den letzten Zügen liegen. Die alten Sterne blähen sich regelmäßig auf und schrumpfen wieder. Dabei leuchten sie mal heller und mal schwächer. Dieses Pulsieren dauert einige Monate und ist schon lange bekannt. Nun aber hat die junge Astronomin noch eine weitere periodische Veränderung bei diesen Sternen genauer untersucht:

    "Diese zusätzliche Schwankung dauert zehnmal länger als das normale Pulsieren. Wir sehen, dass der Stern dabei seine Helligkeit verändert und dass sich die Oberfläche mal auf uns zu und mal von uns weg bewegt. Wir wissen nicht, was dahinter steckt. Aber wir müssen diese Schwankung verstehen, denn sie betrifft ein Drittel aller Sterne!"

    58 alte sonnenähnliche Sterne haben die Forscher mithilfe des Very Large Telescope in der chilenischen Atacama-Wüste genauer untersucht. Doch die neuen Daten haben nicht die erhoffte Klärung gebracht.

    "Es ist ein großes Rätsel. Vielleicht bläht sich der Stern auch noch mit dieser langen Periode auf und schrumpft dann wieder – das widerspricht allerdings der aktuellen Theorie der Sternentwicklung. Oder der ganze Stern bewegt sich mal auf uns zu und mal von uns weg. Das wäre der Fall, wenn der Stern in einem Doppelsternsystem um einen Begleiter kreisen würde."

    Doch bei Doppelsternen müssten die Schwankungen viel stärker sein, als es das Team beobachtet hat. Die naheliegendsten Erklärungsversuche scheiden also aus. Vielleicht hilft den Astronomen jetzt eine weitere Entdeckung: Um die untersuchten alten Sterne herum gibt es sehr viel Staub.

    Womöglich verursachen verklumpte Staubscheiben, die sich um die Sterne bewegen, die langen Helligkeitsschwankungen. Christine Nicholls und ihre Kollegen wollen jetzt den Sternen beim Todeskampf auf die Finger schauen. Sie haben Beobachtungszeit am "Very Large Telescope Interferometer" beantragt, einer Art Superlupe, mit der die Astronomen präzise die Form eines Sterns und die Materieverteilung in seiner Umgebung untersuchen können. Diese Daten sollten ihnen endlich auf die Sprünge helfen.

    "Es ist schon etwas beschämend, dass wir diese Schwankungen noch immer nicht verstehen. Dieses Phänomen ist so auffällig und es tritt bei vielen Sternen auf. In einigen Milliarden Jahren betrifft es vermutlich auch unsere Sonne. Alle Kollegen, mit denen ich spreche, sind sehr interessiert. Manche meinen, es seien doch Doppelsterne, andere sind von zusätzlichen Pulsationen überzeugt. Jeder hat seine Meinung dazu."

    Doch in der Wissenschaft zählen nicht Meinungen, sondern Fakten. Dass die Schwankungen über Jahre gehen, ist ein organisatorisches Problem: Um Beobachtungszeit an den guten Teleskopen muss man sich jedes Halbjahr neu bewerben, mit stets ungewissem Ausgang. Kontinuierliche Messreihen über Jahre hinweg sind da kaum möglich. Auf die neuen Daten wartet Christine Nicholls nicht mehr. Sie beendet bald ihre Doktorarbeit. Das Rätsel der alten sonnenähnlichen Sterne kann sie erst danach lösen.