Physik junger Sterne

Das Studium der frühesten Stadien der Sternentwicklung ist derzeit eine der aktivsten Forschungsrichtungen in der stellaren Astrophysik. Die komplexen physikalischen Prozesse in jungen Sternen sind bestimmend für ihre Entwicklung bis ans Ende der stellaren Lebenszeit. Junge Sterne unterscheiden sich von ihren entwickelteren Gegenstücken mit selber Temperatur, Leuchtkraft und Masse hauptsächlich in der inneren Struktur, während ihre Atmosphären sich ziemlich ähneln. Junge Sterne interagieren noch sehr stark mit der Umgebung, aus der sie entstanden sind (z.B. durch Akkretion des zirkumstellaren Materials). Daher sind sie durch einen hohen Grad an Aktivität charakterisiert, wie sich deutlich an einer Reihe von beobachtbaren Phänomenen zeigt. Aufgrund dieser starken Wechselwirkungen ist die Frage nach den Anfangsbedingungen der Sternentwicklung noch immer unbeantwortet. Asteroseismologie - ähnlich der Seismologie auf der Erde - ist die einzige Methode, die es erlaubt, das Sterninnere durch Analyse der Pulsationsmoden zu untersuchen. Die Entdeckung von Pulsation in jungen Sternen hat vor kurzem die Entwicklung einer nicht-radialen Pulsationstheorie für diese Objekte veranlasst. Da sich ihre Eigenfrequenzspektren von denen ihrer entwickelten Gegenstücke unterscheiden, bietet die Untersuchung von Pulsation in jungen Sternen die einmalige Chance den Entwicklungszustand eines Feldsterns durch eine asteroseismologische Analyse zu bestimmen. Junge Sterne entwickeln sich rasch von ihrer Geburtslinie (das ist der Moment, an dem sie das erste Mal optisch sichtbar werden) zu der Hauptreihe (d.h. wenn das Wasserstoffbrennen im Kern einsetzt). Daher sollten Periodenänderungen aufgrund der Sternentwicklung in dieser Phase schon nach wenigen Jahren beobachtbar sein. Die ersten solchen Messungen ergaben jedoch, dass sich junge Sterne sogar um bis zu ~50 Mal schneller entwickeln, als von der Theorie vorhergesagt. Beobachtungen photometrischer Zeitserien vom Boden und vom Weltraum aus erlauben zusammen mit Spektroskopie hoher Auflösung und hohem Signal-zu-Rausch Verhältnis die Untersuchung von Phänomenen, die charakteristisch für junge Sterne sind und deren Vergleich mit entwickelteren Sternen. Gleichzeitig bilden die Resultate dieser Beobachtungen die Grundlage für Modellrechnungen, die helfen sollen, die Struktur und Entwicklung von Sternen besser zu verstehen. Mit diesem Projekt hoffe ich wesentlich zum Verständnis der physikalischen Prozesse in den ersten Phasen der Sternentwicklung beizutragen.