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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Ein Modell zur Wiedergeburt von Sternen |
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| | | Wiedergeburt lässt sich im Computermodell darstellen - zumindest bei bestimmten Sternentypen unseres Universums. Gefördert vom Wissenschaftsfonds (FWF) entwarfen zwei Innsbrucker Astrophysiker einen Computeralgorithmus, der Einblicke in die Prozesse dieser Sternen-Reinkarnation zulässt. |
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Wiedergeburt ist ein real existierendes Phänomen bei bestimmten Sternen, die den letzten Teil ihres Lebenslaufs innerhalb kürzester Zeit nochmals durchmachen.
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Wiedergeburt als Computeralgorithmus |
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Zur Analyse dieser bislang wenig bekannten Abläufe bei Sternen, bei denen sich eine Staubhülle - der Vorläufer der so genannten "Planetarischen Nebel" - bildet, haben die beiden Astrophysiker Stefan Kimeswenger und Josef Koller einen Computeralgorithmus entworfen, der die Aufheizungsprozesse für verschiedene Strahlungsfelder und Staubmaterialien bei "sterbenden Sternen" simulieren kann.
Für die Erkenntnisse ihrer Forschungsarbeit wurden die beiden Wissenschaftler vom Innsbrucker Institut für Astrophysik im Dezember 2000 mit dem Wissenschaftspreis der Stadt Innsbruck ausgezeichnet.
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Planetarische Nebel 1
Sterne leuchten, weil sie in ihrem Inneren Energie, die
aus Kernfusion stammt, freisetzen. Nach der Umwandlung des Großteils des Wasserstoffs in Helium und dann anschließend in Kohlenstoff und Sauerstoff in den Sternzentren und der darauffolgenden Verlagerung des Fusionsgeschehens in höhere Schichten beginnen sich die Sterne aufzublähen und zu pulsieren. Sie werfen die äußeren Gasschichten ab und heizen diese auf. Bei diesem Prozess bilden sich rund um die "sterbenden Sterne" ein Gasgemisch, die sogenannten "Planetarischen Nebel". |
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Konzentration auf sterbende Objekte |
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Mit dem neuen Modell können jene astronomischen Objekte untersucht werden, die im Stadium des Sterbens und Erlöschens eine Art Reinkarnation erleben. "Bei der Wiedergeburt wird eine Staubhülle - der Planetarische Nebel - gebildet, die den Stern völlig einhüllt und somit keine direkte Beobachtung zulässt", erläutert der Astrophysiker Kimeswenger.
"Durch die Untersuchung dieses Staubes können wir allerdings Rückschlüsse auf den Zentralstern im Inneren der Staubhülle ziehen." Die Untersuchung dieser "staubigen Sterne" ermöglicht es, innerhalb weniger Jahre oder Jahrzehnte die Entwicklung von diesen astronomischen Objekten live mitzuverfolgen, für die die Sterne normalerweise mehrere hunderttausend Jahre braucht. Astrophysiker erwarten sich von dieser Methode weitere Einblicke in bisher unverstandene Prozesse im Lebenszyklus von Sternen.
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Planetarische Nebel 2
Die Entstehung der Planetarischen Nebel geht auf eine spezielle Kopplung von Strahlung und Materie zurück: In den äußeren Gasschichten der Vorläufersterne der sterbenden Objekte, den aufgeblähten "Roten Riesensternen", bilden sich Myriaden von Staubteilchen. Auf diese trifft die Strahlung vom Stern, überträgt den Impuls und treibt so die Teilchen weg vom Stern. Bei der Abdrift stoßen die Staubkörner mit Gasatomen zusammen und reißen diese mit - der so genannte "Sternenwind" entsteht. Das Studium der Planetarischen Nebel und des in ihnen befindlichen Zentralsterns bietet daher Einsichten in die letzten Phasen einer Sternenexistenz. |
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Neue Möglichkeiten durch bessere Computer |
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Die intensive Erforschung der "sterbenden Sterne" wurde erst in den letzten Jahren mit der Entwicklung leistungsfähiger Computer und verbesserter Untersuchungsmethoden ermöglicht. Unter anderem können Wissenschaftler nun die Infrarotstrahlung rund um Sterne und im Weltall messen.
Diese Analysen im infraroten Wellenlängen-Bereich haben in den letzten Jahren zu einer Vielzahl spektakulärer Entdeckungen von und an verschiedenartigen Himmelskörpern geführt. Zur verstärkten Untersuchung kalter Materie im Universum wurde 1995 von der europäischen Weltraumbehörde (ESA) das
"Infrared Space Observatory" (ISO) gestartet, an dem auch Innsbrucker Astronomen Beobachtungen durchgeführt haben.
Die Forschungsarbeit von Kimeswenger und Koller ist Teil des europäischen Großprojekts "Deep Near Infrared Sky Survey" ("DeNIS"), das die Kartierung des gesamten südlichen Himmels zum Ziel hat.
Eva-Maria Gruber, Universum Magazin
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01.01.2010 |
