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STERNE
Was Sternatmosphären verraten
Redaktion
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14. September 2001

In Tübingen dreht sich in der kommenden Woche alles um die Modellierung von so genannten Sternatmosphären, den äußersten Schichten von Sternen. Rund 90 Wissenschaftler aus 19 Ländern werden erstmals seit 1990 wieder diskutieren, wie man diesen Bereich von Sternen modellieren kann, um so die Vorgänge in jenen Regionen besser zu verstehen.

Im Mittelpunkt des Symposions steht die Erforschung der Sternatmosphären, also der äußersten Schichten eines Sterns, aus dem das Licht entstammt, das man beobachten kann. Dieses Licht ist praktisch die einzige Informationsquelle, die man über die Sterne zur Verfügung hat. Zerlegt man es in seine Spektralfarben, sind dunkle Absorptionslinien zu erkennen, die man als Fingerabdruck der chemischen Elemente bezeichnen kann. Diese Spektrallinien wurde zum ersten Mal 1814 von Joseph von Fraunhofer im Licht der Sonne entdeckt. Gustav Robert Kirchhoff und Robert Wilhelm Bunsen identifizierten 1860 sie als die charakteristischen Linien, die von den verschiedenen Elementen in einem glühenden Gas erzeugt werden. Die physikalische Erklärung der Spektrallinien durch Niels Bohr und Arnold Sommerfeld war ein erster großer Erfolg der Atom- und Quantenphysik zu Beginn des 20. Jahrhunderts.

Das genaue Aussehen dieser Absorptionslinien verrät sehr viel über den Stern, von dem das Licht stammt. Man kann die chemischen Elemente nicht nur identifizieren, sondern auch deren Häufigkeit bestimmen. Es gelingt weiterhin, etwa die Oberflächentemperatur der Sterne zu berechnen, außerdem deren Masse und Leuchtkraft. Die Kunst, diese Informationen aus den Sternspektren herauszulesen, bezeichnet man als "Spektralanalyse". Grundlage hierfür ist die Simulation der Sternatmosphären im Computer, also die theoretische Vorhersage, wie das Spektrum eines Sterns mit einer bestimmten Temperatur und chemischen Zusammensetzung aussieht.

Das Hauptproblem besteht darin, herauszufinden, wie das Licht, das im Inneren der Sterne durch die Verschmelzung von Atomkernen entsteht, durch die heiße Sternhülle transportiert wird. Das Verständnis der Vorgänge in den Sternatmosphären ist sowohl von grundlegender Bedeutung für unser Wissen über die Entwicklung der Sterne als auch für unser Bild vom Universum als Ganzes. Die leuchtkräftigsten Sterne sind so hell, dass man sie mit den größten Teleskopen auch noch in weit entfernten Galaxien sehen kann. Sie repräsentieren "Meilensteine" im Kosmos, mit denen wir das Universum vermessen. Explodierende Sterne, also Supernovae, sind über einige Tage und Wochen hinweg so hell, dass man sie sogar noch sehen kann, wenn sie am Rande des uns bekannten Universums stehen. Die Beobachtung und Interpretation des Lichts dieser Sterne ist die wesentliche Grundlage für die jüngste Erkenntnis, dass wir in einem beschleunigten und ewig expandierenden Universum leben.

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