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  • 10.01.2018

Extrem präzise und hochaufgelöst Astrophysiker geben Stern-Atlanten heraus

Signalstark. Spektrum des solaren Zwillingssterns 18 Scorpii. Foto: AIP/M. Bergemann/MPIAe

Das Team des „Potsdam Polarimetric and Spectroscopic Instruments“ (Pepsi) am Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona stellt der Wissenschaft nun einzigartige Atlanten mit hoher spektraler Auflösung zur Verfügung. Pepsi ist der präziseste und hochauflösendste Spektrograf der Welt, der am Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) entwickelt wurde. Wie das Institut nun mitteilte, präsentiert das Forscherteam in einer Reihe von drei Publikationen in der europäischen Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics einen neuen Spektralatlas der Sonne, 48 Atlanten heller Sterne und eine detaillierte Analyse der chemischen Häufigkeiten des zehn Milliarden Jahre alten Planetenmuttersterns Kepler-444. Spektralatlanten sind sozusagen Fingerabdrücke von Sternen und zeigen deren astrophysikalische Eigenschaften wie Temperatur, Druck, Geschwindigkeiten und chemische Zusammensetzung.

Der Spektralatlas der Sonne zeige zum ersten Mal, dass ein Instrument eines Nachtteleskops Spektren mit der Qualität eines spezialisierten Sonneninstruments erreichen kann, so das AIP: „Alle solaren und stellaren Spektren wurden mit einer beispiellosen spektralen Auflösung aufgenommen, die dem Hundertstel des Durchmessers eines Wasserstoffatoms entspricht.“ Sie decken den gesamten optischen bis nahinfraroten Wellenlängenbereich ab. Der neue Atlas wurde auch verwendet, um die Häufigkeit von Lithium in der Sonne mit sehr hoher Präzision neu zu bestimmen. „Lithium ist ein Schlüsselelement für die Nukleosynthese im Universum und gleichzeitig ein Indikator für Mischprozesse in Sternen“, erklärt Matthias Steffen, einer der Projektwissenschaftler.

Die 48 stellaren Atlanten in der zweiten Veröffentlichung zeigen Spektren der nördlichen Gaia-Benchmark-Sterne sowie anderer Morgan-Keenan-Standardsterne: „Mit einer zuvor nicht verfügbaren Auflösung und einem extrem guten Signal-zu-Rausch-Verhältnis“, so die Forscher. Dieses Verhältnis stellt das Photonenrauschen relativ zur Signalstärke eines Sterns dar und ist ein Maß für die Qualität der Spektren. Mit dem Pepsi-Spektrografen erreiche man die gleiche Spektralqualität, die für Beobachtungen unserer Sonne am Tage typisch ist, auch für Beobachtungen heller Sterne bei Nacht, erklärte AIP-Direktor Klaus G. Strassmeier.

Mit der dritten Publikation bestätigten die Forscher, dass der Stern „Kepler-444“, der fünf subterrestrische Planeten beherbergt, ganze zehneinhalb Milliarden Jahre alt ist. Damit ist er mehr als doppelt so alt wie die Sonne und nur ein wenig jünger als das Universum. Kix

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