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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Basstöne im Kosmos: Der Riesenstern "xi Hya" |
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| | | Vor rund 30 Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass die Sonne ähnlich einem gigantischen kosmischen Musikinstrument Töne von sich gibt, deren Schallwellen messbar sind. Ähnliches gelang nun erstmals bei einem riesigen Stern - "xi Hya". Die gemessenen Schwingungen sind aber mehr, als nur eine "musikalische Botschaft" aus dem All - Wissenschaftler können daraus neue Erkenntnisse über den inneren Aufbau eines Himmelskörpers gewinnen. |
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Wie ein europäisches Forscherteam berichtet, ist der Stern "xi Hya" mit seinem Durchmesser von rund 14 Millionen Kilometern ein wahrer Sternengigant. In etwa 130 Lichtjahren Entfernung von der Erde strahlt er rund 60 mal heller als die Sonne. Den Geheimnissen seines Inneren wollen die Wissenschaftler nun mit Hilfe seismologischer Techniken auf die Spur kommen.
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Veröffentlichung geplant
Beteiligt an dem Forschungsprojekt waren Wissenschaftler aus Belgien, Dänemark und der Schweiz. Wie die Europäische Südsternwarte (ESO) meldete, sollen die Ergebnisse der Untersuchungen demnächst beim Fachmagzin "Astronomy and Astrophysics" zur Veröffentlichung eingereicht werden. |
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 "Astronomy and Astrophysics" |
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"Erdbebenforschung" im Kosmos |
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Auf der Erde überwachen Forscher die seismischen Wellen, die durch Erdbeben erzeugt werden und sich durch die Erdschichten fortbewegen. Auf diese Weise lassen sich Erkenntnisse über die innere Struktur unseres Planten gewinnen.
Die gleiche Technik wird mittlerweile auch auf andere Himmelskörper angewendet: Die Sonne als erstes Untersuchungsobjekt der kosmischen Seismologie wird seit den 1960er Jahren mit den Methoden der "Helioseismologie" erforscht, Untersuchungen an kleineren Sternen folgten.
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Riesige sphärische Orgelpfeife |
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Nun haben sich die Wissenschaftler erstmals auf einen Sterngiganten konzentriert - "xi Hya". Ähnlich einer riesigen sphärischen Orgelpfeife entweichen Töne aus seinem Inneren, die wie ein kosmischer Bass klingen - zumindest in der von den Astronomen synthetisierten Version.
Die Bass-Klänge von xi Hya (MP3)
Die Bass-Klänge von xi Hya (RealMedia)
Der Audio-Clip entstand durch die Vermischung der 16 stärksten Frequenzen des beobachteten Schallspektrums mit den Schwingungsweiten. Um diese Signale auch hörbar zu machen, wurden alle Frequenzen mit dem Faktor eine Million multipliziert.
Interessant ist "xi Hya" aber vor allem deshalb, weil der Stern sich mittlerweile dem Ende seiner Lebenszeit nähert - er wird seine äußere Hülle ausdehnen und zu einem so genannten Roten Riesen werden. Ein Schicksal, das auch unserer Sonne bevorsteht.
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Rote Riesen als Sternen-Endstadium
Diese Sterne sind in der Regel etwa 15 bis 50 mal schwerer als unsere Sonne und in ihrem Innern herrschen Temperaturen von etwa 200 Millionen Grad. Die extrem hohen Temperaturen blähen die Riesensterne immer weiter auf; unsere Sonne wird in ihrem Endstadium als Roter Riese bis etwa zur Marsbahn reichen. |
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Mehr zu Roten Riesen |
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Woher kommen die Töne? |
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Die Töne des Sterns entstehen durch Kernreaktionen in seinem Inneren, bei denen Energie frei wird. Diese wiederum erzeugt die Töne, genauer gesagt Schallwellen - sie lassen die Oberfläche periodisch auf- und abschwingen. Die Geschwindigkeit dieser Schwingungen haben die Wissenschaftler gemessen.
Demnach zeigen sich bei "xi Hya" auf Grund seines Massereichtums bzw. seiner Größe sehr viel langsamere Oberflächenschwingungen, als etwa bei der Sonne zu beobachten ist. Denn die Schallwellen brauchen länger, um sich durch das Sterneninnere zu verbreiten.
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Die Entstehung der Töne am Beispiel der Sonne
Im Kern der Sonne finden ständig nukleare Reaktionen statt, die gigantische Mengen an Energie erzeugen. Die dabei entstehende Hitze bringt Gase in der Sonne buchstäblich zum Kochen - heiße Gasblasen steigen fast mit Schallgeschwindigkeit auf.
Ähnlich wie man es hören kann, wenn Wasser kocht, erzeugen diese turbulenten Wärmekonvektionen Töne. Die Schallwellen pflanzen sich durch das innere der Sonne hindurch fort - und zeigen sich auch an der Oberfläche - sie lassen diese periodisch schwingen.
Dieses Phänomen ist bei der Sonne ausführlich dokumentiert, die beobachteten Frequenzen und Schwingungsweiten haben Astronomen mit einer Fülle von Informationen über die physikalischen Bedingungen im Inneren der Sonne versorgt. |
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Forschungen vom Baby bis zum Pensionisten ... |
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Die gewonnenen Daten wollen die Astronomen nun analysieren und mit ihrer Hilfe ein genaues Bild des Sterneninneren und der dort stattfindenden Vorgänge gewinnen.
Für die Forscher ist "xi Hya" allerdings erst der Anfang, Pläne zur Untersuchung einer ganzen Reihe weiterer Sterne sind bereits gefasst. Dabei wollen die Astronomen nun jedes mögliche Entwicklungsstadium abdecken - vom neugeborenen bis hin zum "pensionsreifen" Stern.
Dass diese Pläne tatsächlich durchführbar sind, haben die Untersuchungen an xi Hya ergeben. Die Astrophysiker hoffen vor allem darauf, mit Hilfe der Asteroseismologie die stellare Entwicklung genau verfolgen zu können.
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Weitere Weltraummissionen geplant |
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Zudem sind bereits diverse Weltraumflüge in Vorbereitung, bei denen seismische Messungen durchgeführt werden sollen: Neben dem kanadischen Projekt MOST und der europäischen COROT-Mission, die unter französischer Leitung stattfindet, sind weitere Projekte wie etwa die ESA Eddington Mission in Planung.
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01.01.2010 |
