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Tübinger Astronomen legen erste Ergebnisse vor

12.11.1997 - (idw) Eberhard-Karls-Universität Tübingen

ORFEUS als Schlüssel für Entstehung und Endstadium

Tübinger Astronomen legen erste Ergebnisse vor

Zwei der derzeit am meisten diskutierten Fragestellungen in der Astrophysik betreffen zum einen die Entstehung des Weltalls und zum anderen das Endstadium in der Entwicklung der Sterne. Grundlegende Erkenntnisse darüber kann man aus Messungen des Fernen Ultraviolettlichts (FUV) sehr heißer Sterne erwarten. Das Tübinger Institut für Astronomie und Astrophysik (Abt. Astronomie) war federführend an Entwicklung und Bau des ORFEUS-Teleskops (Orbiting and Retrievable Far and Extreme Ultraviolet Spectrometer) beteiligt, wie jetzt in der Universitätszeitschrift "attempto!" 3/97 berichtet wird. Das Instrument wurde inzwischen zweimal, zuletzt im Dezember 1996, mit dem Satelliten ASTRO-SPAS, auf dem Space Shuttle "Columbia' für zwei Wochen im Weltraum ausgesetzt, um Messungen im FUV durchzuführen. Erste Ergebnisse der Datenauswertung liegen jetzt vor.

Deuterium-Häufigkeit im Universum

Ein fundamentales Ziel der Beobachtungsmission war die Untersuchung des Deuteriums: Deuterium (D) besteht wie Wasserstoff (H) aus einem Proton und einem Elektron, hat aber zusätzlich noch ein Neutron in seinem Kern und ist deshalb doppelt so schwer. Die kosmologische Bedeutung des Deuteriums liegt darin, daß während der ersten drei Minuten nach dem Urknall der gesamte Wasserstoff, das Deuterium sowie das Helium gebildet wurden. Die relative Häufigkeit, mit der dabei Deuterium gebildet wurde, das H/D-Verhältnis, ist ein fundamentaler Schlüssel zu unserem Verständnis von der Entstehung des Universums. Um diese Größe zu bestimmen, mißt man am besten die Stärke der Resonanzabsorptionslinien des Wasserstoffs und die, wegen der größeren Masse des Deuteriums dazu leicht verschobenen D-Linien. Mit dem ORFEUS-Teleskop wurde die interstellare Absorption von Wasserstoff und Deuterium in den Spektren einer ganzen Reihe von Sternen gemessen und inzwischen in einem der Spektren erfolgreich analysiert. Die Tübinger Forscher erwarten, mit ihren Ergebnissen einen weit sichereren Wert für das H/D-Verhältnis als bisher bestimmen zu können.

Superheiße Sternwinde von Weißen Zwergsternen

Weiße Zwerge repräsentieren das Endstadium der Entwicklung von Sternen mit kleiner bis mittlerer Masse, zu denen auch unsere Sonne gehört. Im Gegensatz zu den massereichen Sternen, die ihr Leben mit einer spektakulären Supernovaexplosion beenden, entsteht hier ein Weißer Zwerg, ein ausgebrannter und verglühender Stern von der Größe der Erde, wobei sich seine Oberflächentemperatur zunächst bis auf rund 200.000 Kelvin (K) erhöht. Bisher hat man gemeint, die Physik dieser dann abkühlenden Sternreste im wesentlichen verstanden zu haben. Aber seit einigen Jahren schon liefert das Hubble Weltraumteleskop Hinweise darauf, daß schwere Elemente (z.B. Eisen) sich trotz der hohen Schwerkraft an der Oberfläche halten können und nicht einfach ins Sterninnere absinken. Das liegt wahrscheinlich an dem intensiven Strahlungsfeld, auf dem die Materie förmlich "schwebt'. Allerdings klaffen die theoretischen Vorhersagen für die Elementhäufigkeiten und die Beobachtungen um Größenordnungen auseinander. Ein neues Rätsel stellen Hinweise dar, daß viele Weiße Zwerge Materie in Form eines Windes verlieren. Wie ein solcher Sternwind in Anbetracht des starken Schwerefeldes angetrieben werden soll, ist völlig unklar. Gänzlich unverstanden sind Hinweise, die nun von ORFEUS bestätigt worden sind, daß die Temperaturen in diesen Winden extrem hoch sind: Sie reichen bis zu einer Million K. Welcher Mechanismus ist für die Aufheizung verantwortlich? Man vermutet einen Einfluß von Schockwellen. Auf der anderen Seite weisen die ORFEUS-Beobachtungen auf das Vorhandensein von molekularem Wasserstoff (H2) hin, der eigentlich bei den hohen Temperaturen zerstört sein sollte. Möglicherweise erfolgt der Massenverlust in dichten Wolken, in deren Innern H2 vor der Dissoziation geschützt ist.

Nähere Informationen: Dr. Gerhard Krämer, Prof. Dr. Klaus Werner, Institut für Astronomie und Astrophysik, Tel.: 29-76138, 29-78601


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