Dynamische Sternatmosphären: Konvektion und Pulsation

Astronomie ist seit alters her nicht nur eine beobachtende, sondern auch eine rechnende Wissenschaft. Wovon die Anfänge in den babylonischen Keilschrifttafeln zu finden sind, das hat in der Neuzeit einen ungeheuren Aufschwung erfahren, und gerade in den letzten Jahrzehnten und jetzt soeben ergeben sich dramatische Erweiterungen der Möglichkeiten dank der Leistungssteigerung der Computer, wo nunmehr hunderte und tausende Kerne zusammenarbeiten. - Das Ziel unseres Projekts war es, Modellrechnungen zu Eigenschaften von Sternen anzustellen, die sich der Beobachtungen weitgehend entziehen. Wir haben uns dabei mit den Atmosphären der A-Sterne befasst, die etwas heißer als unsere Sonne sind. In ihren äußersten Schichten laufen äußerst lebhaften Phänomene wie starke Stoßwellen u. dgl. ab. Obwohl diese Sterne viel bescheidenere Konvektionszonen als unsere Sonne aufweisen, sind doch die Auswirkungen auf die Atmosphäre viel dramatischer. Wir haben dazu entsprechende Rechnungen angestellt, die auch den Weg für künftige Forschungen abstecken. - Cepheiden sind ein anderer Sterntyp, den wir untersucht haben. Eine Suche in Google ("cepheids") liefert etwas 100.000 Einträge wegen der Bedeutung dieser pulsierenden Sterne für unsere Kenntnis sowohl des Sternaufbaues wie auch der kosmischen Entfernungsskala. Wir konstruieren die ersten mehrdimensionalen Cepheidenmodelle, die eine angemessene Untersuchung der Wechselwirkung von Pulsation und Konvektion zulassen werden. Die bisher behandelten Modelle behandeln die vollen Gleichungen, die das Problem beschreiben, und sind überaus aufwändig in Termen des Computeraufwandes. Für "Alltagsastrophysik", wo man viele Objekte untersuchen möchte, eignen sie sich nicht. Daher arbeiten wir auch an vereinfachten Modellen der Konvektion in den äußeren Sternschichten. In Hinblick darauf haben wir Fortschritte in der notorisch schwierigen Modellierung der Atmosphäre von A-Sternen gemacht. Diese Modelle werden nun weiter getestet bzw. zur Analyse von Sternen verwendet, um neue Resultate über den Zustand ihrer Atmosphäre zu erhalten.