NEUTRONENSTERNE
Woher unser Gold stammt
Redaktion / idw / Pressemitteilung des Heidelberger Instituts für Theoretische Studien
astronews.com
8. November 2017

Seit Beobachtung einer Neutronensternkollision durch Gravitationswellen und in anderen Wellenlängenbereichen sind Simulationen solcher Ereignisse sehr gefragt. Diese Kollisionen gelten auch als Ursprung von schweren Elementen wie Gold, Silber und Uran und können einiges über das Innere von Neutronensternen verraten. In Heidelberg sollen die Kollisionen nun genauer untersucht werden.

Bei der Kollision von Neutronensternen entstehen nicht nur Gravitationswellen, sondern auch schwere Elemente wie Gold, Silber und Uran. Bild: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser  [Großansicht]

 Der Astrophysiker Dr. Andreas Bauswein vom Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS) hat sich erfolgreich um einen sogenannten Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) beworben. Für sein Forschungsprojekt mit dem Titel "GreatMoves: General Relativistic Moving-Mesh Simulations of Neutron Star Mergers" erhält der 37-Jährige für die Dauer von fünf Jahren rund 1,5 Millionen Euro. Mit den ERC-Mitteln wird der Astrophysiker am HITS eine eigene Forschungsgruppe aufbauen.

"Wir sind stolz auf diesen Erfolg", freut sich HITS-Institutssprecher Professor Michael Strube, "denn Andreas Bauswein ist schon der fünfte HITS-Wissenschaftler, der einen ERC Grant eingeworben hat." Das von Klaus Tschira im Jahr 2010 gegründete interdisziplinäre Forschungsinstitut versteht sich als Karriereschmiede für herausragende junge Wissenschaftler in Naturwissenschaften, Mathematik und Informatik. Am HITS arbeiten 120 Forscherinnen und Forscher an Themengebieten von der Molekularbiologie bis zur Astrophysik.

In seinem vom ERC geförderten Vorhaben will Bauswein mit Computersimulationen erforschen, wie Neutronensterne miteinander verschmelzen. Dabei geht es unter anderem um die Fragen, wie und wie viel Materie bei diesen kosmischen Kollisionen ausgeschleudert und wie viel Licht dabei ausgesendet wird. In diesem Sommer konnten Physiker Gravitationswellen und elektromagnetische Strahlung messen, die durch die Verschmelzung zweier Neutronensterne hervorgerufen wurden. Die Beobachtungen legen nahe, dass bei der Verschmelzung schwere Elemente wie Gold, Silber und Uran entstehen. Der Ursprung dieser Elemente ist bislang nicht vollkommen geklärt. Die neuen Simulationen sollen helfen, dieses Rätsel der Astrophysik endgültig zu lösen.

Bauswein beschäftigt sich außerdem mit der Frage, was die gemessenen Gravitationswellen über die fundamentalen Eigenschaften von Atomkernen verraten. Denn die exakte Form des Gravitationswellen-Signals kann Aufschluss über die innersten Bausteine der Materie geben. Bauswein wird damit Probleme der Kern- und Teilchenphysik bearbeiten, die mit Experimenten auf der Erde nicht realisierbar sind. Um die Verschmelzung zweier Neutronensterne zu simulieren, entwickelt Bauswein neue hydrodynamische Simulationen, die bewegliche Gitter verwenden und auf dem von Volker Springel am HITS entwickelten AREPO-Code basieren.

 Mit ERC Starting Grants werden Grundlagenforschungsprojekte von hervorragenden jungen Wissenschaftlern gefördert, deren Promotion zwei bis sieben Jahre zurückliegt und die mit den Mitteln eine eigene Forschungsgruppe aufbauen können.