Posted in: Sonnensystem, Sterne 4. Mai 2009 13:32 Weiter lesen →

Weniger „Metall“ im Sonnenfeuer

Aufnahme der brodelnden Sonnenoberfläche mit hellen und dunklen Bereichen, Protuberanzen Die Sonne weist eine andere Zusammensetzung auf als üblicherweise angenommen. Dieses Fazit ziehen Astrophysiker aus Deutschland, Belgien und Schweden nach dem Abschluss eines mehrjährigen Forschungsprogramms. Das Gestirn der Erde enthält demnach deutlich weniger schwere Elemente als bislang vermutet.

Grafik: ESA/NASA

Der Gehalt chemischer Elemente, die schwerer sind als Wasserstoff und Helium und die erst nach dem Urknall in Sternen erzeugt worden sind, liegt demnach gut ein Drittel unter dem bislang verwendeten Wert, sind die Forscher um Martin Asplund vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching überzeugt. Da die „Metallizität“ der Sonne als Maßstab für die Eigenschaften anderer Sterne diene, habe diese Korrektur weitreichende Konsequenzen für das Verständnis von Sternen, ihren Planetensystemen und von Galaxien.

Die chemische Zusammensetzung der Sonne und anderer Sterne lässt sich an ihrem Licht ablesen. Die darin enthaltenen Spektrallinien verraten, welche Elemente in der Sonne vorhanden sind. Anhand der Intensität der Linien lässt sich zudem die Häufigkeit der einzelnen Elemente ablesen. Allerdings wird die Linienintensität auch von den turbulenten Konvektionsströmungen in der Sonnenatmosphäre beeinflusst. Asplund und Kollegen haben ein Modell erarbeitet, dass dieses „Brodeln“ erstmals dreidimensional erfasst.

Anhand dieses Modells und ausgesuchter Beobachtungsdaten konnte die Gruppe besonders genaue Häufigkeitswerte für 71 chemische Elemente in der Sonne berechnen. Verblüffenderweise liegen die Werte für die Elemente Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Neon – die vier häufigsten „Metalle“ im astrophysikalischen Sinne – gut ein Drittel unter den bislang angenommenen Werten.

Die neuen Resultate ständen im Einklang mit Messungen an urtümlichen Meteoriten, deren Materie sich seit der Entstehung des Sonnensystems vor über 4,5 Milliarden Jahren kaum verändert habe, so Asplund. Auch zeigten sie, dass die Sonne in ihrer galaktischen Nachbarschaft nicht etwa ein metallreicher Sonderling sei, sondern ein ganz normaler Stern. Allerdings passten die nach unten korrigierten Häufigkeitswerte nicht mehr zu den Vorstellungen über den inneren Aufbau der Sonne, wie man sie aus Oszillationen der Sonnenoberfläche abgeleitet habe. Untersuchungen zur Lösung dieses Problems seien bereits im Gange.

Forschung: Martin Asplund, Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching; Nicolas Grevesse, Institut d’Astrophysique et de Géophysique, Université de Liége; A. Jacques Sauval, Observatoire Royal de Belgique, Brüssel; Patrick Scott, Department of Physics und Centre for Cosmoparticle Physics, Stockholm University

Veröffentlichung Annual Review of Astronomy and Astrophysics, Vol. 47 (im Druck), DOI 10.1146/annurev.astro.46.060407.145222

WWW:
Max-Planck-Institut für Astrophysik
The Sun
Metallicity

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