Analysen umgebender Sterne räumen scheinbaren Widerspruch aus Sonne enthält mehr Neon als vermutet - scinexx | Das Wissensmagazin
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Analysen umgebender Sterne räumen scheinbaren Widerspruch aus

Sonne enthält mehr Neon als vermutet

Sonne mit Konvektionszone und solarem Spektrum © NASA/CXC/J.Drake, P.Testa, M.Weiss

Die Sonne und die uns umgebenden Sterne enthalten drei Mal mehr Neon als bisher angenommen. Das haben jetzt in „Nature“ veröffentlichte Analysen von nahe gelegenen sonnenähnlichen Sternen durch das Röntgenobservatorium Chandra ergeben. Sollte sich dies bestätigen, gibt dies den Astronomen wichtige neue Einblicke in die Funktionsweise unseres Zentralsterns.

„Wir nutzen die Sonne um zu testen, wie gut wir Sterne – und zum kleineren Teil – auch den Rest des Universums verstehen“, erklärt Jeremy Drake vom Harvard-Smithsonian Zentrum für Astrophysik in Cambridge, Massachussetts. „Aber um die Sonne zu verstehen, müssen wir wissen, woraus sie besteht.“ Insbesondere der Gehalt des Edelgases Neon war jedoch bisher nicht genau bekannt, obwohl er zu den Informationen gehört, die für die theoretischen Modelle der Sonne entscheidend sind.

Neon, gemeinsam mit Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff spielt eine wichtige Rolle für die Geschwindigkeit, mit der sich Energieströme vom Sonnenkern an ihre Oberfläche bewegen und von dort aus ins All hinausstrahlen. Die Rate dieses Energieausstroms bestimmt die Lage und Ausdehnung der so genannten Konvektionszone, einem Bereich, in dem Gase rollenden Konvektionsströmen unterworfen sind ähnlich den Luftturbulenzen in einem Gewittersturm. Diese Zone erstreckt sich von der Oberfläche der Sonne etwa 200.000 Kilometer einwärts. „Dieses turbulente Gas ist enorm wichtig, da nahezu alle Energie, die an der Oberfläche abgegeben wird, durch Konvektion dorthin gelangt“, so Drake.

Die bisher angenommenen Gehalte von Neon haben zu einem Widerspruch geführt, da die aus ihnen errechnete Lage und Ausdehnung der Konvektionszone nicht mit den Werten übereinstimmt, die mithilfe anderer indirekter Messmethoden errechnet worden sind. Um beide Angaben in Übereinstimmung zu bringen, müsste die Sonne drei Mal so viel Neon erhalten als eigentlich angenommen. Leider konnte der entscheidende Neongehalt bisher nicht direkt gemessen werden, denn im sichtbaren Licht gibt das Edelgas keine verräterische Signatur ab. Doch im Bereich der Röntgenstrahlung kann das supererhitzte Gas aufgespürt werden – und genau dies ist Chandra jetzt gelungen.

Um den Neongehalt zu ermitteln untersuchten Drake und seine Kollegen bei 21 sonnenähnlichen Sternen in einem Umkreis von rund 400 Lichtjahren das Verhältnis des Edelgases zu Sauerstoff. Dabei stellten sie fest, dass alle diese einander sehr ähnlichen, weil nahe „verwandten“ Sterne in etwa die gleiche Menge Neon enthielten – und immer rund drei Mal so viel wie für die Sonne angenommen. „Entweder ist die Sonne ein absoluter Außenseiter in ihrer stellaren Nachbarschaft oder auch sie enthält mehr Neon als wie glauben“, erklärt der Forscher. Bestätigen sich diese Ergebnisse, bekommt auch das gängige theoretische Modell der Sonne eine bessere Basis, da dann das bisherige scheinbare Paradox des fehlenden Neons ausgeräumt wird.

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(NASA/Chandra, 28.07.2005 – NPO)

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