Die Erfolge der Helioseismologie haben Astronomen bewogen, dieses Verfahren auch auf Sterne anzuwenden. Im Unterschied zur Sonne erscheinen Sterne wegen ihrer großen Entfernung punktförmig. Somit registriert man die vielen Oszillationsmoden gleichzeitig und über die gesamte Oberfläche gemittelt.
Die Herausforderung für die Astronomen in diesem jungen Gebiet der Asteroseismologie besteht darin, Oszillationsspektren zu messen, die detailliert genug sind, um wichtige Randbedingungen für die interne Struktur zu liefern. Erst in den vergangenen Jahren wurde dies mithilfe großer erdgebundener Teleskope für sonnenähnliche Sterne möglich. Da sich die Oberfläche eines Sterns wie gesagt nicht als Scheibe beobachten lässt, können wir hier nur die einfachsten Moden – also Radial-, Dipol- und Quadrupolschwingungen – nachweisen.
Altersbestimmung per Schallwellen
Dennoch ist es möglich, aus den Spektren zwei Grundgrößen zu extrahieren: Zum einen die Schallausbreitungszeit quer durch den Sterndurchmesser; sie ist eine globale Eigenschaft und eng mit der durchschnittlichen Massendichte und somit der Sternmasse verknüpft. Zum anderen lässt sich ein zunehmender Heliumgehalt im Kernbereich des Sterns nachweisen; das bietet die einzigartige Möglichkeit, das Alter eines Sterns einzugrenzen, weil dieser bei der Kernfusion Helium produziert und der Anteil dieses Elements daher mit der Zeit zunimmt.
Die Frequenzen stellarer Oszillationen enthalten noch weit mehr Informationen. Sie könnten zur Bestimmung wichtiger Merkmale des Sterninnern führen, wie den Grenzen von Konvektionszonen. Das würde es ermöglichen, die heute noch sehr grobe Theorie des Energietransports durch Konvektion zu verfeinern. Für die Theorie des Sternaufbaus wäre es wichtig, diese Informationen für Sterne unterschiedlicher Masse zu erhalten.
Blick in Rotation
Im Prinzip lässt sich mit der Asteroseismologie auch die interne Rotation bestimmen, wie dies für die Sonne geschehen ist. Solche Informationen könnten helfen, stellare Aktivitätszyklen zu verstehen und die Dynamotheorie auf einer breiteren Datenbasis zu überprüfen. Kürzlich hat Gizon aufgrund theoretischer Überlegungen gezeigt, dass es sogar möglich ist, die Neigung der Rotationsachse eines Sterns zu ermitteln.
Im Fall von Doppelsternen sowie von Zentralsternen eines Planetensystems wäre diese Information besonders interessant. Helioseismologen benötigen qualitativ hochwertige Oszillationsspektren, Asteroseismologen hoffen zudem auf Messdaten für eine möglichst große Zahl von Sternen. Hier blicken sie in eine verheißungsvolle Zukunft.
Stand: 09.12.2005
