Erstmals bewiesen

Austro-Forscher: Kerne Roter Riesen rotieren rasant

(Bild: Paul G. Beck, KU Leuven)

Die Kerne von sogenannten Roten Riesen - eine Spätphase in der Entwicklung bestimmter Sterne - rotieren mindestens zehn Mal schneller als ihre Oberfläche. Das hat jetzt ein internationales Astronomenteam unter der Leitung von Paul Beck, einem aus Österreich stammenden Doktoranden an der Universität Löwen (Leuven) in Belgien, herausgefunden und im Wissenschaftsjournal "Nature" publiziert.

Ein Roter Riese ist eine spektakuläre Phase in der Entwicklung eher massearmer Sterne, auch unsere eigene Sonne wird so enden. Wenn in rund fünf Milliarden Jahren der Vorrat an Wasserstoff für die Kernschmelze im Inneren der Sonne aufgebraucht ist, wird sie sich auf das Zehnfache ihrer derzeitigen Größe aufblähen und ihre Leuchtkraft verfünfzigfachen. Anschließend schrumpft der Himmelskörper zu einem unspektakulären, aber sehr kompakten Weißen Zwerg.

Schwingungen untersucht
Um diese Sternenphase besser zu verstehen, versuchen die Wissenschafter mehr über den Aufbau der Roten Riesen herauszufinden. Ein völlig unerforschtes Gebiet war bisher die interne Rotation der Sterne. So wie Erdwissenschaftler aus der Ausbreitung von Erdbebenwellen auf den Aufbau der Erde rückschließen, nutzen die Astronomen verschiedene Schwingungen, um das Innere von Sternen zu erforschen. Genannt wird diese Technik "Asteroseismologie". Die Schwingungen werden von den Turbulenzen verursacht, vergleichbar mit kochendem Wasser in einem Teekessel. Sie verursachen rhythmische Helligkeitsschwankungen, die sich mit Teleskopen beobachten lassen.

Während sich der Stern zum Roten Riesen aufbläht, kontrahiert gleichzeitig der Kern zu einem extrem dichten und heißen Plasmaball. Bei dieser Entwicklung verändern die verschiedenen Schichten des Sterns ihre Drehgeschwindigkeit. Um den Drehimpuls zu erhalten, verlangsamt sich die Rotation der expandierenden Sternhülle, während der Kern beschleunigt. "Theoretisch wurde das bereits vorhergesagt, uns ist nun erstmals der direkte Nachweis bei drei Roten Riesen gelungen", sagte Beck im Gespräch.

Daten von Weltraumteleskop "Kepler"
Die Wissenschafter verwendeten dazu die präzisen Messungen des NASA-Weltraumteleskop "Kepler". Dieses ist so empfindlich, dass es Helligkeitsvariationen von nur wenigen Millionstel messen kann. "Die Daten sind besser als alles, was wir bisher hatten. Wir sehen nun Effekte klar und deutlich, die wir niemals zuvor entdecken hätten können", so Beck.

Mit der Auswertung der "Kepler"-Daten sind Beck in diesem Jahr schon zwei Publikationen als Erstautor in "Science" und "Nature" gelungen. Der Wissenschaftler hat sein Astronomiestudium an der Universität Wien absolviert und arbeitet derzeit an seiner Dissertation an der Universität Leuven in Belgien. An der aktuellen Publikation waren Thomas Kallinger, Post-Doc an der Universität Löwen und dem Institut für Astronomie der Uni Wien, und Michael Gruberbauer, der an der Saint Mary's University im kanadischen Halifax an seinem Doktorat arbeitet, noch zwei weitere österreichische Astronomen beteiligt.