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STERNENTWICKLUNG
Das Ende von leichten massereichen Sternen
Redaktion / idw / Pressemitteilung des Heidelberger Instituts für Theoretische Studien
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30. November 2015

Massearme Sterne wie unsere Sonne beenden ihr stellares Leben als Weiße Zwerge, massereiche Sterne hingegen explodieren als Supernova und werden dadurch entweder zu Neutronensternen oder Schwarzen Löchern. Doch für Sterne mit der acht- bis zwölffachen Masse der Sonne ist nicht klar, welches Schicksal ihnen bevorsteht. Computersimulationen sollen nun Antworten liefern.

Supernova

Supernova oder nicht? Wie sich Sterne, die acht bis zwölf Mal massereicher sind als unsere Sonne am Ende ihres Lebens entwickeln, ist noch nicht vollkommen klar.  Bild: ESA / Hubble [Großansicht]

Mit hochspezialisierten Computersimulationen erforscht Dr. Samuel Jones von der University of Victoria in Kanada am Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS) die Evolution und Explosion von Sternen, um dadurch neue Einblicke in die Entstehung von Neutronensternen und den Ursprung chemischer Elemente zu erhalten. Sein Forschungsaufenthalt wird von der Alexander von Humboldt-Stiftung gefördert. Jones arbeitet seit Mai 2015 als Gastwissenschaftler in Heidelberg.

Der Astrophysiker kam mit einem Forschungsstipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung nach Deutschland. Es ermöglicht Forschern, ein selbst gewähltes langfristiges Vorhaben in Kooperation mit einem selbst gewählten wissenschaftlichen Gastgeber an einer Forschungseinrichtung in Deutschland durchzuführen. Samuel Jones wurde von Prof. Friedrich Röpke, Leiter der Forschungsgruppe Physik Stellarer Objekte (PSO), eingeladen. Er wird bis April 2017 am HITS bleiben und die Evolution und Explosion von Sternen erforschen, von denen man vermutet, dass sie ihren chemischen Fingerabdruck auf einigen der ältesten Sterne des Universums hinterlassen haben.

Jones stammt aus der Nähe von Birmingham. Er studierte Astrophysik und Musiktechnologie an der Keele University in Großbritannien. Nach der Promotion im Jahr 2014 trat er eine Stelle als Postdoc an der University of Victoria in der Forschungsgruppe von Dr. Falk Herwig an. Jones ist einer der Hauptforscher der NuGrid, einer Gruppe von über 50 Astrophysikern aus 21 Institutionen in acht Ländern, die über die Evolution der Sterne, Supernovae und Nukleosynthese, also die Bildung von Atomkernen aus Kernteilchen, forschen.

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"Die Expertise von Fritz und der Gruppe bietet einen optimalen Rahmen, um einige der ungelösten Rätsel der Astrophysik anzugehen", ist Jones überzeugt. Er erforscht die sogenannten "leichten massereichen Sterne" - Sterne, die acht bis zwölf Mal massereicher sind als unsere Sonne.

Wie sich diese Sterne am Ende ihres nuklearen Lebens entwickeln, ist bis heute nicht vollständig verstanden: "Es ist nicht klar, ob sie zu Neutronensternen oder Weißen Zwergen werden – oder keins von beiden", so Jones. Während das Ende eines Sterns als Weißer Zwerg relativ gemächlich abläuft, geht der Entstehung eines Neutronensterns eine gewaltige Supernova-Explosion voraus. Diese wiederum spielen für die Bildung von schwereren Elementen im Universum eine wichtige Rolle.

Nachdem er das Leben der Sterne von den Anfängen bis zum Ende nachgestellt hat, wendet er sich nun ihren letzten Sekunden zu. Für sein Projekt nutzt Jones einen LEAFS(Level-set based Astrophysical Flame Simulations) genannten Code, an dessen Entwicklung Röpke beteiligt war.

"Diese Physik bewegt sich in zahlreichen physikalischen Disziplinen und Skalen", erklärt Jones. "In der stellaren Evolution reichen die relevanten Zeitachsen von mehreren Millionen Jahren bis hin zu wenigen Sekunden, und die räumliche Reichweite von einigen Hundert Kilometern bis zu Subzentimetern." Die Untersuchungen sollen Astrophysikern dabei helfen, die Herkunft von Neutronensternen und die Fülle an chemischen Elementen in den ältesten Sternen, die uns bekannt sind, besser zu verstehen.

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siehe auch
Elemententstehung: Der Ursprung von Silber im Kosmos - 6. September 2012
Elemententstehung: Neutronensterne als Elementschmiede - 8. September 2011
Supernovae: Neuer Prozess bei Elemententstehung entdeckt - 4. Mai 2006
Links im WWW
Heidelberger Institut für Theoretische Studien gGmbH
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