Das Ende von leichten massereichen Sternen
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung des Heidelberger Instituts für Theoretische Studien astronews.com
30. November 2015
Massearme Sterne wie unsere Sonne beenden ihr stellares
Leben als Weiße Zwerge, massereiche Sterne hingegen explodieren als Supernova
und werden dadurch entweder zu Neutronensternen oder Schwarzen Löchern. Doch für
Sterne mit der acht- bis zwölffachen Masse der Sonne ist nicht klar, welches
Schicksal ihnen bevorsteht. Computersimulationen sollen nun Antworten liefern.
Supernova oder nicht? Wie sich Sterne, die
acht bis zwölf Mal massereicher sind als unsere
Sonne am Ende ihres Lebens entwickeln, ist noch
nicht vollkommen klar.
Bild: ESA / Hubble [Großansicht] |
Mit hochspezialisierten Computersimulationen erforscht Dr. Samuel Jones von der
University of Victoria in Kanada am Heidelberger Institut für
Theoretische Studien (HITS) die Evolution und Explosion von Sternen, um dadurch
neue Einblicke in die Entstehung von Neutronensternen und den Ursprung
chemischer Elemente zu erhalten. Sein Forschungsaufenthalt wird von der
Alexander von Humboldt-Stiftung gefördert. Jones arbeitet seit Mai 2015 als
Gastwissenschaftler in Heidelberg.
Der Astrophysiker kam mit einem Forschungsstipendium der Alexander von
Humboldt-Stiftung nach Deutschland. Es ermöglicht Forschern, ein selbst
gewähltes langfristiges Vorhaben in Kooperation mit einem selbst gewählten
wissenschaftlichen Gastgeber an einer Forschungseinrichtung in Deutschland
durchzuführen. Samuel Jones wurde von Prof. Friedrich Röpke, Leiter der
Forschungsgruppe Physik Stellarer Objekte (PSO), eingeladen. Er wird bis April
2017 am HITS bleiben und die Evolution und Explosion von Sternen erforschen, von
denen man vermutet, dass sie ihren chemischen Fingerabdruck auf einigen der
ältesten Sterne des Universums hinterlassen haben.
Jones stammt aus der Nähe von Birmingham. Er studierte Astrophysik und
Musiktechnologie an der Keele University in Großbritannien. Nach der Promotion
im Jahr 2014 trat er eine Stelle als Postdoc an der University of Victoria
in der Forschungsgruppe von Dr. Falk Herwig an. Jones ist einer der
Hauptforscher der NuGrid, einer Gruppe von über 50 Astrophysikern aus
21 Institutionen in acht Ländern, die über die Evolution der Sterne, Supernovae
und Nukleosynthese, also die Bildung von Atomkernen aus Kernteilchen, forschen.
"Die Expertise von Fritz und der Gruppe bietet einen optimalen Rahmen, um einige
der ungelösten Rätsel der Astrophysik anzugehen", ist Jones überzeugt. Er
erforscht die sogenannten "leichten massereichen Sterne" - Sterne, die acht bis
zwölf Mal massereicher sind als unsere Sonne.
Wie sich diese Sterne am Ende ihres nuklearen Lebens entwickeln, ist bis
heute nicht vollständig verstanden: "Es ist nicht klar, ob sie zu
Neutronensternen oder Weißen Zwergen werden – oder keins von beiden", so Jones.
Während das Ende eines Sterns als Weißer Zwerg relativ gemächlich abläuft, geht
der Entstehung eines Neutronensterns eine gewaltige Supernova-Explosion voraus.
Diese wiederum spielen für die Bildung von schwereren Elementen im Universum
eine wichtige Rolle.
Nachdem er das Leben der Sterne von den Anfängen bis zum Ende nachgestellt hat,
wendet er sich nun ihren letzten Sekunden zu. Für sein Projekt nutzt Jones einen
LEAFS(Level-set based Astrophysical Flame Simulations) genannten Code, an dessen
Entwicklung Röpke beteiligt war.
"Diese Physik bewegt sich in zahlreichen physikalischen Disziplinen und Skalen",
erklärt Jones. "In der stellaren Evolution reichen die relevanten Zeitachsen von
mehreren Millionen Jahren bis hin zu wenigen Sekunden, und die räumliche
Reichweite von einigen Hundert Kilometern bis zu Subzentimetern." Die
Untersuchungen sollen Astrophysikern dabei helfen, die Herkunft von
Neutronensternen und die Fülle an chemischen Elementen in den ältesten Sternen,
die uns bekannt sind, besser zu verstehen.
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