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Die Zukunft der Helio- und Asteroseismologie

Mit geschärftem Blick

Den nächsten großen Technologieschritt für die Helioseismologie leitet die NASA mit ihrem Solar Dynamics Observatory (SDO) ein, das 2008 starten soll. Mit an Bord wird erstmals ein Instrument sein, das speziell für die lokale Helioseismologie entwickelt wurde. Zu den bedeutendsten wissenschaftlichen Zielen gehört die Erforschung der Feinstruktur und der zeitlichen Entwicklung magnetischer Regionen und Strömungen unter der Oberfläche. Das Forscherteam am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung wird an der Datenanalyse des SDO mitwirken.

Solar Orbiter © ESA

Ungefähr im Jahr 2013 will die Europäische Weltraumorganisation ESA den Solar Orbiter auf die Reise schicken. Diese Sonde soll die Hauptebene der Planetenbahnen, die Ekliptik, verlassen und auf die Polregionen der Sonne blicken. Darüber hinaus werden die Daten des Solar Orbiter mit denen anderer Teleskope kombiniert, die in einem anderen Blickwinkel auf die Sonne schauen.

Auf diese Weise lassen sich stereoskopische Untersuchungen gewinnen, dank derer man in sehr tiefe Regionen der Sonne vordringen kann. Insbesondere ließen sich dann auch Variationen an der Basis der Konvektionszone detaillierter ermitteln, wo wir den Sitz des Sonnendynamos vermuten. An der Entwicklung des Solar Orbiter ist das MPG-Team ebenfalls beteiligt.

Eine neue Phase

aufregende Phase ein. Dabei profitiert sie von der derzeit mit Hochdruck betriebenen Suche nach Planeten, die um ferne Sterne kreisen. Hierfür muss man nämlich geringe periodische Schwankungen des Sterns um den gemeinsamen Schwerpunkt des extrasolaren Systems messen. In einem Spektrum äußern sich diese auf ähnliche Weise wie Pulsationen der Oberfläche. Die Schwankungen des gesamten Sterns sind jedoch viel langsamer als die Pulsationen – die beiden Bewegungen lassen sich also leicht voneinander trennen.

Derzeit gelingen die besten Messungen am European Southern Observatory in den chilenischen Anden. Hierfür stehen am 3,6-Meter-Teleskop in La Silla der HARPS-Spektrograf und am Very Large Telescope der UVES-Spektrograf zur Verfügung. In den kommenden Jahren werden an mehreren erdgebundenen Großteleskopen noch präziser arbeitende Spektrografen installiert, mit denen man die Geschwindigkeiten von Sternen mit bislang unerreichter Genauigkeit wird messen können.

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Allerdings ist die Beobachtungszeit an den Großteleskopen begrenzt, weshalb spezielle Weltraumteleskope eine attraktive Lösung darstellen, um eine nahezu ununterbrochene, langfristige Beobachtung vieler Arten pulsierender Sterne zu ermöglichen. Die Satelliten WIRE und MOST haben bereits anhand von Helligkeitsschwankungen Sternoszillationen entdeckt. Erheblich leistungsfähiger wird der Satellit COROT der ESA sein, der 2006 starten soll. Weitere Missionen ähnlicher Art sind derzeit in Planung. Die Forscher hoffen deshalb, dass die Asteroseismologie in den nächsten Jahrzehnten große Fortschritte erzielt.

Vielleicht wird es eines Tages sogar möglich sein, hunderte von Oszillationsmoden auf einem einzelnen Stern mit optischer Interferometrie wie bei der Sonne räumlich aufgelöst zu messen. Diese Daten werden jedoch nur dann zu neuen astrophysikalischen Erkenntnissen führen, wenn gleichzeitig die Sternmodelle verfeinert und theoretische Methoden weiter entwickelt werden.

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Stand: 09.12.2005

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Am Puls der Sonne
Schallwellen verraten solare Geheimnisse

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Testfall Sonne
Die Messung der solaren Oszillation

Gasblasen und Neutrinos
Neue solare Erkenntnisse

Eruptionen legen Stromnetze lahm
Solare Ausbrüche wirken sich auch auf die Erde aus

Rätsel der Fleckenpaare
Der Aktivitätszyklus der Sonne und seine „Symptome“

Wandernde Welle
Indizien bestätigen Dynoamotheorien

„Körner“ und Flecken im Visier
Die Erforschung kleinskaliger Sonnenphänomene

Beben auf fernen Sternen
Von der Helio- zur Asteroseismologie

Mit geschärftem Blick
Die Zukunft der Helio- und Asteroseismologie

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