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KEPLER
Echos aus dem Kern eines Roten Riesen
Redaktion / Pressemitteilung der Katholieke Universiteit Leuven
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6. April 2011

Ständig behält das NASA-Weltraumteleskop Kepler unzählige Sterne im Blick und registriert auch noch die kleinste Helligkeitsschwankung. Ziel ist die Entdeckung zahlreicher, möglichst erdähnlicher Planeten um andere Sonnen. Die Daten von Kepler sind aber auch ein wertvolles Hilfsmittel für Astronomen, die sich für den inneren Aufbau von Sternen interessieren.

Riesenstern

Grafische Darstellung der Oszillationen in einem Roten Riesenstern. Bild: Pieter Degroote, K. U. Leuven, Belgien

Schön seit längerem wissen Astronomen, dass Wellen existieren, die wie Schallwellen einen Stern durchqueren. Allerdings konnten bislang nur solche Wellen beobachtet werden, die lediglich die oberen Schichten eines Sternes durchlaufen. Diese Wellen dringen einige hunderttausend Kilometer tief in den Stern ein, werden aber bei einer bestimmten Tiefe - wenn die Dichte im Inneren des Sternes zu groß wird - an die Oberfläche zurückgeworfen. Ein internationales Astronomenteam hat nun auf unerwarteter Weise die Signatur von Wellen entdeckt, welche es bis ganz in das Zentrum des Sternes schaffen.

Für Astronomen sind diese als stellare Oszillationen bezeichneten Wellen von besonderem Interesse. Wie ein Arzt, der bei der Untersuchung den Klang des Herzens abhört oder wie Geoseismologen Erdbeben auf der Erde nutzen, um das Innere unseres Planeten zu erforschen, verwendet diese wissenschaftliche Disziplin der Astroseismologie die stellaren Oszillationen, um ein vollständiges Bild des Aufbaues der Sterne zu gewinnen. Die Entdeckung von Wellen, welche in der Lage sind, die im Kern eines Sternes vorherrschenden Bedingungen zu erfassen, öffnen ein Fenster in jenes Inferno im Inneren des Sternes, welches für uns ansonsten unerreichbar und versteckt bliebe.

Entdeckt wurden diese speziellen Wellen in einem Roten Riesenstern. Rote Riesen sind alte Sterne. Unsere Sonne wird sich in etwa fünf Milliarden Jahren ebenfalls zu einem solchen entwickeln. In diesem Stadium wird sich unsere Sonne auf das Zehnfache ihrer jetzigen Größe aufblähen und dabei ihre Leuchtkraft verfünfzigfachen. Gleichzeitig verändert sich auch die Farbe von gelb ins orangerötliche - daher auch die Bezeichnung Roter Riese.

"Die Möglichkeit, einen Blick in den Kern dieser Roten Riesen werfen zu können, wird es uns ermöglichen, genau zu verstehen, was mit unserer Sonne passieren wird, wenn diese älter wird", erläutert Paul Beck, Doktorand an der Universität Löwen in Belgien. Beck zählt zu den Nachwuchswissenschaftlern, die die Möglichkeit bekommen, mit Daten des Weltraumteleskops Kepler zu arbeiten. Zusammen mit Tim Bedding von der Universität Sydney und Marc-Antoine Dupret von der Universität Liège hatte er als erster bemerkt, dass manche Oszillationen ein Verhalten zeigten, dass nicht ins klassische Schema passte. Beim Vergleich der Beobachtungen mit theoretischen Modellen stellten sie bald fest, dass sie Wellen gefunden hatten, welche die Bedingungen im Kern zu spüren bekommen haben.

Auf der Oberfläche des Sternes äußern sich die Schwingungen in Flecken, in denen sich die Temperatur periodisch leicht verändert. Und genau diese kann Kepler registrieren. Das Weltraumteleskop sucht nämlich zahlreiche Sterne nach Helligkeitsschwankungen ab, die sich durch einen vorüberziehenden Planeten erklären lassen (astronews.com berichtete wiederholt). Doch die gewonnenen Daten lassen sich nicht nur für die Suche nach fernen Welten verwenden.

Das Kepler Asteroseismic Science Consortium besteht aus mehr als 440 Astronomen, die sich auf die Erforschung des inneren Aufbaus der Sterne spezialisiert haben. Das Hauptquartier liegt in Aarhus in Dänemark. "Astronomen auf der ganzen Welt beteiligen sich an der großen Herausforderung, die Messdaten von Kepler mit dem Ziel auszuwerten, den inneren Aufbau der Sterne besser zu verstehen", erläutert Hans Kjeldsen von der Universität Aarhus und Koordinator des Konsortiums. "Die Messungen die Kepler liefert sind so unglaublich genau, dass wir Dinge sehen, welche wir niemals zuvor gesehen haben. Als ob man eine komplett neue Welt bereisen würde."

Die Astronomen berichteten über ihre Entdeckung kürzlich in der Fachzeitschrift Science.

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siehe auch
Kepler: Erster Gesteinsplanet entdeckt - 11. Januar 2011
Extrasolare Planeten: Der Geburtsort von Iota Horologii - 15. April 2008
Astroseismologie: Beobachtungen im Inneren eines pulsierenden Sterns - 21. Mai 2002
Astroseismologie: Der Sound von Alpha Centauri A - 29. Juni 2001
Links im WWW
Katholieke Universiteit Leuven - Astronomisches Institut
Kepler, Seite der NASA
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