Modulierte RR Lyrae Sterne

Warum pulsieren manche Sterne regelmäßig während bei anderen die Pulsation einer langperiodischen Modulation unterworfen ist? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler nun schon seit genau einem Jahrhundert. Trotz zahlreicher Untersuchungen konnte immer noch keine überzeugende Erklärung für diesen sogenannten Blazhko Effekt gefunden werden. In den plausibelsten Hypothesen spielen magnetische Zyklen, Resonanzeffekte und auch Schwebungen zwischen gleichzeitig angeregten Pulsationsmoden ähnlicher Frequenz eine Rolle. In den vergangenen Jahren haben Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der Instrumente und Methoden dazu geführt, dass man nun auch winzige Wellen auf der Sternoberfläche entdeckt werden können. Dazu werden wir Variationen der Helligkeit und der Spektren der Sterne genau untersuchen. Zusätzlich ermöglichen uns hoch spezialisierte Techniken den Nachweis von Magnetfeldern an den Oberflächen der von uns untersuchten Sterne. Da Magnetfelder in vielen theoretischen Modellen eine bedeutende Rolle spielen ist der Nachweis ihrer Existenz oder Nicht-Existenz von entscheidender Bedeutung. Im nächsten Schritt werden neue statistische Analysen, die erst unlängst durch Fortschritte der Rechenleistung von Computern in den Bereich des Machbaren gerückt sind, durchgeführt werden. Dadurch erhoffen wir uns, die komplizierten Muster ineinander verstrickter Wellen auf der Sternoberfläche entschlüsseln zu können und so der Ursache für die Modulation näher zu kommen. Schlussendlich ist zu erwarten, dass die Antwort auf dieses hundertjährige Rätsel der RR Lyrae Sterne auch Klarheit in ähnliche Phänomene in anderen Arten von pulsierenden Sternen bringen wird.

Warum pulsieren manche Sterne regelmäßig, während bei anderen die Pulsation einer langperiodischen Modulation unterworfen ist? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler nun schon seit genau einem Jahrhundert. Trotz zahlreicher Untersuchungen konnte immer noch keine überzeugende Erklärung für diesen sogenannten Blazhko Effekt gefunden werden. In den plausibelsten Hypothesen spielten magnetische Zyklen, Resonanzeffekte und auch Schwebungen zwischen gleichzeitig angeregten Pulsationsmoden ähnlicher Frequenz eine Rolle.In den vergangenen Jahren haben signifikante Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der Instrumente und Methoden - allen voran die Verfügbarkeit von hochpräzisen Daten der Satellitenteleskope Kepler und CorRoT- dazu geführt, dass nun auch winzige Wellen auf der Sternoberfläche entdeckt werden können. Wir haben uns diese Satellitendaten zunutze gemacht um einige der so genannten RR Lyrae Sterne so genau wie noch nie zuvor zu untersuchen. Dabei kamen Details zutage, die in dieser Klasse von Sternen bisher noch nie beobachtet worden waren, und die von uns zum ersten Mal beschrieben wurden, wie zum Beispiel zusätzliche Schwingungsfrequenzen sowie Anzeichen von chaotischem beziehungsweise irregulärem Schwingungsverhalten. Zusätzlich haben hoch spezialisierte Techniken uns ermöglicht, zu zeigen, dass an den Oberflächen der von uns untersuchten Sterne keine Magnetfelder nachweisbar sind. Da Magnetfelder in einem der wichtigsten theoretischen Modelle eine Grundvoraussetzung waren, war der Nachweis ihrer Existenz oder Nicht-Existenz von entscheidender Bedeutung. Dieser Nachweis ihrer Nicht-Existenz wurde nun von uns nicht nur für den hellsten Prototypen dieser Klasse von Sternen erbracht, sondern für eine ganze Gruppe, was uns ermöglicht, Zufallseffekte auszuschließen. Auch die chemische Zusammensetzung des Prototypen dieser Klasse von Sternen wurde von uns analysiert. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die starke Pulsation dar, die die Bestimmung enorm erschwert. Es musste also in unseren Daten erst die "ruhigste" Phase des Sterns gefunden werden, in der die Bestimmung seiner Parameter mit der gewünschten Genauigkeit möglich war. Auf der Basis dieser Ergebnisse konnten wir in weiterer Folge auch die anderen Spektren genauer analysieren, sodass wir nun den Verlauf der wichtigsten physikalischen Parameter während eines Pulsationszyklus kennen.Am Ende des FWF Projektes sind wir der Antwort auf dieses hundertjährige Rätsel der RR Lyrae Sterne nun um Einiges näher gekommen. Dabei bringen unsere Entdeckungen auch mehr Klarheit für ähnliche Phänomene in anderen Arten von pulsierenden Sternen.