Rote Riesen: Das Innenleben der Roten Riesen
© Xavier Haubois (Observatoire de Paris) et al. (Ausschnitt)
Ein Blick auf die Oberfläche eines Sterns genügt nicht immer, um Aufschluss über dessen Alter zu erhalten. So sehen die roten Riesensterne von außen betrachtet alle gleich aus, egal wie massereich und alt sie in Wahrheit sind. Seit seinem Start im März 2009 hat das Weltraumobservatorium Kepler der NASA nicht nur unzählige Exoplaneten entdeckt, sondern auch hunderte Roter Riesen beobachtet und über Monate hinweg kontinuierlich Daten über diese Sterne geliefert. Mit Hilfe der Asteroseismologie – einer Technik zur Untersuchung periodischer Helligkeitsschwankungen – gelang es einem Team um Timothy Bedding, der am astronomischen Institut der University of Sydney in Australien forscht, zwei unterschiedliche Arten Roter Riesen zu unterscheiden.
Rote Riesen sind aufgeblähte Sterne in der Spätphase ihrer Entwicklung – einem Stadium, das in rund fünf Milliarden Jahren auch unserer Sonne droht. Während des größten Teils ihres Lebens leuchten die Sterne mit der Energie, die bei der Fusion (dem "Brennen") von Wasserstoff zu Helium in ihrem Kern freigesetzt wird. Erschöpft sich der Wasserstoffvorrat, so beginnen die massereichen Sterne mit dem Heliumbrennen und erzeugen schwerere Elemente wie Kohlenstoff oder Sauerstoff. Rote Riesen entstehen, wenn der Wasserstoffvorrat im Kern allmählich versiegt. Das entstandene Helium sammelt sich im Zentrum an und drängt den verbliebenen Wasserstoff in die umgebende Hülle, wo er weiter brennt.
Durch Konvektion wird die Energie aus dem Sterninneren an die Oberfläche transportiert und in den Weltraum abgestrahlt. Während dieses Prozesses blähen sich die Roten Riesen mit charakteristischer Regelmäßigkeit auf. Die Periode des Pulsierens und das Frequenzspektrum lassen Rückschlüsse auf die chemische Zusammensetzung des Sterns zu. Bedding und seine Kollegen untersuchten diese Eigenschaften der Roten Riesen, indem sie sich die Technik der Asteroseismologie zu Nutze machten, und waren so in der Lage verschiedene Entwicklungsstadien zu unterscheiden. Sie bestimmten, bei welchen Roten Riesen schon zusätzlich Heliumbrennen im Kern stattfindet und bei welchen nur Wasserstoffbrennen in der Hülle.
Was gerade im Kern eines Roten Riesen abläuft, hängt nicht nur von seinem Alter, sondern auch von seiner Masse ab. Sterne mit weniger als zwei Sonnenmassen erleiden eine plötzliche Zündung des Heliumsbrennens, einen so genannten Helium-Blitz. Die nötige Temperatur, um Helium zu verbrennen, liegt beträchtlich höher als beim Wasserstoffbrennen. Die Heliumkerne masseärmerer Sterne ziehen sich zusammen, bis eine kritische Dichte erreicht wird und das Heliumbrennen explosionsartig beginnt. Bei massereicheren Sternen hingegen kommt kein Helium-Blitz vor. Das Heliumbrennen setzt allmählich ein und verläuft stabil. Auch diese beiden Typen konnte das Forscherteam um Bedding voneinander unterscheiden.
Rahel Heule
Rote Riesen sind aufgeblähte Sterne in der Spätphase ihrer Entwicklung – einem Stadium, das in rund fünf Milliarden Jahren auch unserer Sonne droht. Während des größten Teils ihres Lebens leuchten die Sterne mit der Energie, die bei der Fusion (dem "Brennen") von Wasserstoff zu Helium in ihrem Kern freigesetzt wird. Erschöpft sich der Wasserstoffvorrat, so beginnen die massereichen Sterne mit dem Heliumbrennen und erzeugen schwerere Elemente wie Kohlenstoff oder Sauerstoff. Rote Riesen entstehen, wenn der Wasserstoffvorrat im Kern allmählich versiegt. Das entstandene Helium sammelt sich im Zentrum an und drängt den verbliebenen Wasserstoff in die umgebende Hülle, wo er weiter brennt.
Durch Konvektion wird die Energie aus dem Sterninneren an die Oberfläche transportiert und in den Weltraum abgestrahlt. Während dieses Prozesses blähen sich die Roten Riesen mit charakteristischer Regelmäßigkeit auf. Die Periode des Pulsierens und das Frequenzspektrum lassen Rückschlüsse auf die chemische Zusammensetzung des Sterns zu. Bedding und seine Kollegen untersuchten diese Eigenschaften der Roten Riesen, indem sie sich die Technik der Asteroseismologie zu Nutze machten, und waren so in der Lage verschiedene Entwicklungsstadien zu unterscheiden. Sie bestimmten, bei welchen Roten Riesen schon zusätzlich Heliumbrennen im Kern stattfindet und bei welchen nur Wasserstoffbrennen in der Hülle.
Was gerade im Kern eines Roten Riesen abläuft, hängt nicht nur von seinem Alter, sondern auch von seiner Masse ab. Sterne mit weniger als zwei Sonnenmassen erleiden eine plötzliche Zündung des Heliumsbrennens, einen so genannten Helium-Blitz. Die nötige Temperatur, um Helium zu verbrennen, liegt beträchtlich höher als beim Wasserstoffbrennen. Die Heliumkerne masseärmerer Sterne ziehen sich zusammen, bis eine kritische Dichte erreicht wird und das Heliumbrennen explosionsartig beginnt. Bei massereicheren Sternen hingegen kommt kein Helium-Blitz vor. Das Heliumbrennen setzt allmählich ein und verläuft stabil. Auch diese beiden Typen konnte das Forscherteam um Bedding voneinander unterscheiden.
Rahel Heule
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