O. Univ.-Prof. Dr. Michel Breger vom Institut für Astronomie gibt einen sehr anschaulichen Vergleich, wie die Astroseismologie arbeitet: "Stellen Sie sich einen Lautsprecher vor, aus dem klassische Musik ertönt. Sie können den Lautsprecher sehen, aber keinen Ton hören, weil er hinter einer schalldichten Glaswand steht. Durch ganz genaue Beobachtungen und Aufzeichnungen der Schwingungen am Lautsprecherkopf ist es möglich, die Musik zu rekonstruieren. Genau das machen wir mit den Lichtschwingungen der Sterne, um den chemischen Aufbau der Sterne zu berechnen."
Junge Wissenschaft
Die Sterne, deren Zusammensetzung und Aufbau für AstroseismologInnen interessant sind, werden in der Regel über mehrere Jahre hinweg beobachtet, um ihre Frequenzen möglichst lückenlos zu dokumentieren. "Die Berechnungen zum chemischen Aufbau der Sterne aus diesen sehr, sehr langen Zahlenlisten ist unglaublich kompliziert und langwierig", so Breger. Erst seit rund zehn Jahren ist es WissenschafterInnen überhaupt möglich, solche komplexen Berechnungen durchzuführen. "Derzeit können wir Sterne mit einer Rotationsgeschwindigkeit von bis zu 100 km/h berechnen, weiter reicht die Theorie noch nicht", erläutert der Astroseismologe und fügt hinzu, dass es in wenigen Jahren realistisch ist, auch Sterne bis 200 km/h zu berechnen.
Kein Stern gleicht dem anderen
Auch bei ähnlichen Sternen ist die Art der Frequenz und der Schwingungen, die sie verursachen, unterschiedlich. Diesen Umstand vergleicht Michel Breger ebenfalls mit der Musikwelt: "Musikkenner werden den Unterschied zwischen einer Stradivari und einer billigen Geige sofort hören. Ähnlich verhält es sich mit dem Klangkörper von Sternen."
Denn wie so ein Stern nun pulsiert und seine Lichtschwingungen aussendet, hängt eben von der Zusammensetzung und dem Aufbau in seinem Inneren ab. Zwar kann mit der Methode der Spektroskopie die Sternoberfläche analysiert werden, doch ist diese chemisch oft ganz anders aufgebaut als das Sterninnere. "Wir bezeichnen das als 'Hautkrankheit' von Sternen. Doch das wichtige Kochen der chemischen Elemente findet im Inneren statt", so Breger.
Lückenlose Überwachung
Um über die Schwingungen der fünf Sterne, die Michel Breger in den letzten drei Jahren beobachtete, Aufzeichnungen ohne gleichmäßige Tageslücken zu erhalten, arbeitete er mit Teleskopen über die gesamte Erdkugel verstreut, von Australien über Südafrika bis nach Chile - da die Universität Wien seit 2008 Mitglied der ESO (European Southern Observatory) ist, werden auch Messungen bei der ESO in Chile durchgeführt. Und es ist nicht immer einfach, Stunden an den begehrtesten und besten Teleskopen der Welt zu bekommen. Anstatt vor Ort WissenschafterInnen zu "rekrutieren", schickt Michel Breger Studierende der Universität Wien: "Für meine StudentInnen, die in Wien am Nordkuppelteleskop ausgebildet wurden, ist es eine einmalige Chance, schon während des Studiums in Australien, Südafrika oder Chile zu arbeiten."
Geringfügige Veränderungen der Sternevolution
Über das letzte Jahrzehnt ist das Wissenschaftsgebiet der Astroseismologie enorm gewachsen. Gründe dafür sind zum einen die vermehrte Anzahl an Satelliten im All - Ende 2009 wird der österreichische Satellit UNI-Brite, der von der Universität Wien und der Agentur für Luft- und Raumfahrt (ALR) der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) finanziert wird, ins Weltall starten, um Messungen durchzuführen. Zum anderen wären die komplexen Berechnungen des Sterninneren ohne die stetig wachsende Rechenleistung von Computern nicht möglich.
In den über zehn Jahren, die Michel Breger und sein rund 15-köpfiges Team "TOPS" (Theory and Observation of Pulsating Stars) die Verbindung zwischen Sternschwingungen und Sternstruktur mit astroseismologischen Methoden untersuchen, haben sich schon einige der Sterne gewandelt. "Es ist faszinierend zu sehen, wie sich manche Sterne in diesem extrem kurzen Zeitraum geringfügig veränderten. Diese Veränderungen machen sich als leichte 'Verstimmungen' bemerkbar und geben uns Aufschluss über die Evolution dieser Sonnen", so Breger. (td)
Das dreijährige FWF-Projekt "Stellare Seismologie" wurde von O. Univ.-Prof. Dr. Michel Breger vom Institut für Astronomie von Dezember 2005 bis Dezember 2008 durchgeführt. |
