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VLBA
Entfernung der Plejaden neu vermessen
von Stefan Deiters
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2. September 2014

Die Plejaden gehören zu den bekanntesten Objekten am nächtlichen Himmel und sind schon mit bloßem Auge problemlos zu beobachten. Doch darüber, wie weit dieser offene junge Sternhaufen von der Erde entfernt ist, gab es bislang widersprüchliche Angaben. Nun haben Astronomen die Plejaden mit einem Netzwerk aus Radioteleskopen erneut anvisiert, um diese Frage endgültig zu klären.

Plejaden

Die Plejaden zählen zu den bekanntesten Objekten am Nachthimmel. Bild: NOAO / AURA / NSF [Großansicht]

Den Sternhaufen der Plejaden im Sternbild Stier hat sicherlich jeder schon einmal am Himmel gesehen. Der Haufen ähnelt ein wenig der Konstellation des Kleinen Wagens und wird daher hin und wieder mit diesem verwechselt. Bei den Plejaden handelt es sich um einen rund 100 Millionen Jahre alten Sternhaufen.

Die hellsten Mitglieder sind deutlich massereicher als die Sonne und erscheinen bläulich weiß. Die Plejaden werden auch das "Siebengestirn" genannt und sind bei uns vor allem im Winter zu beobachten. Schon mit bloßem Auge lassen sich zwischen fünf und neun Sterne erkennen - je nach Sehkraft. Insgesamt dürfte der Haufen aus mindestens 1.200 Sternen bestehen. Am Himmel haben die Plejaden einen Durchmesser von rund zwei Grad und damit eine Ausdehnung, die etwa dem Vierfachen des Vollmonds entspricht.

Die Plejaden sind uns relativ nahe, was sie für die Astronomen zu einem idealen Laboratorium machte, um die Entstehung und Entwicklung von Sternen und Sternhaufen näher zu untersuchen. Die Sterne der Plejaden dienen damit auch als Referenzobjekt für weiter entfernte Systeme. Schon allein aus diesem Grund ist es sehr wichtig, die Entfernung zu dem Sternhaufen möglichst genau zu kennen.

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Bis in die 1990er Jahre war man sich in dieser Hinsicht auch relativ sicher: Alle Messungen deuteten darauf hin, dass der junge Sternhaufen rund 430 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Doch dann startete die europäische Weltraumagentur ESA ihren Astrometriesatelliten Hipparcos, der die Entfernung zu zahlreichen Sternen mit ganz neuer Genauigkeit aus dem All bestimmen sollte. Für die Plejaden lieferte Hipparcos eine Entfernung von nur 390 Lichtjahren.

"Das mag nicht wie ein großer Unterschied aussehen, aber wenn man versucht, die physikalischen Eigenschaften der Sterne der Plejaden zu verstehen, bekommt man bei Verwendung der allgemein gültigen Modelle über die Entstehung und Entwicklung von Sternen einige Probleme", erläutert Carl Melis von der University in California in San Diego. "Um mit der Hipparcos-Entfernung klar zu kommen, schlugen einige Astronomen sogar vor, dass in so jungen Sternen irgendwelche unbekannten physikalischen Prozesse am Werk sein müssen."

Um die Frage nach der Entfernung der Plejaden nun endgültig zu klären, haben Melis und seine Kollegen neue Messungen mit dem Very Long Baseline Array (VLBA) durchgeführt, einem Verbund aus Radioteleskopen auf der ganzen Welt. Zu diesen zählen beispielsweise auch das bekannte Arecibo-Radioteleskop in Puerto Rico oder das Radioteleskop Effelsberg bei Bonn.

"Durch das Zusammenschalten dieser Teleskope hatten wir praktisch ein Teleskop zur Verfügung, dessen Durchmesser der Größe der Erde entspricht", erklärt Amy Miouduszewski vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO). "Auf diese Weise waren uns extrem genaue Positionsmessungen möglich."

Für ihre Untersuchung bestimmten die Astronomen die Parallaxe verschiedener Plejaden-Sterne. Dazu beobachtet man, wie sich ein Stern in Bezug auf deutlich weiter entfernte Objekte verschoben hat, nachdem ein halbes Jahr vergangen ist und sich die Erde somit am entgegengesetzten Punkt ihres Orbits um die Sonne befindet. Es handelt sich um das genauste Verfahren zur Entfernungsbestimmung, da dazu keine weiteren Annahmen nötig sind, sondern lediglich einfache trigonometrische Rechnungen.

Die Messungen ergaben, dass die Plejaden 443 Lichtjahre von der Erde entfernt sind - und dies mit einer Genauigkeit von einem Prozent. Es handelt sich damit um die bislang genaueste Entfernungsbestimmung für die Plejaden. "Das ist eine Erleichterung", so Melis. Der jetzt ermittelte Wert passt nämlich hervorragend zu den früheren Messungen und damit auch zu den gängigen Modellen über Sternentstehung und -entwicklung. "Die Frage ist jetzt nur, was ist damals bei Hipparcos passiert?"

Der Satellit hatte während seiner vierjährigen Mission die Entfernungen von etwa 118.000 Sternen vermessen. Warum die Werte bei den Plejaden so fehlerhaft sind, ist den Forschern bislang ein Rätsel. Unlängst hat die Nachfolgemission von Hipparcos, der ESA-Astrometriesatellit Gaia, seine Arbeit aufgenommen. Er soll Entfernungen für rund eine Milliarde Sterne liefern.

"Netzwerke von Radioteleskopen wie das, was wir für die Plejaden benutzt haben, ermöglichen eine wichtige unabhängige Überprüfung, um so die Genauigkeit der Gaia-Messungen sicherzustellen", so Mark Reid vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Über ihre aktuellen Beobachtungen berichteten die Wissenschaftler im Fachmagazin Science.

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siehe auch
Gaia: Inbetriebnahme mit Hindernissen - 16. Juni 2014
Gaia: Erste Bilder des Astrometrie-Satelliten - 8. Februar 2014
Gaia: Astrometrie-Satellit erreicht Arbeitsorbit - 8. Januar 2014
Gaia: Daten über eine Milliarde Sterne - 19. Dezember 2013
Gaia: Satellit für die nächste Astronomengeneration - 15. Mai 2001
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
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