Der Pulsschlag junger Sterne

Die frühesten Phasen im Leben von Sternen - von ihrer Geburt aus Molekülwolken bis zum Beginn des Wasserstoffbrennens im Kern - sind charakterisiert durch komplexe physikalische Prozesse, die eine Herausforderung für Theorie und Beobachtungstechniken darstellen. Junge Sterne und ihre Photosphären sind direkt mit den Resten der stellaren Geburtswolke verbunden. Vermutlich entstehen in diesen Gas- und Staubscheiben gerade Planetensysteme ähnlich unseres Sonnensystems. Diese zirkumstellaren Scheiben verursachen typische, beobachtbare Effekte (zum Beispiel irreguläre Lichtschwankungen, Emissionslinien in den Spektren und erhöhte Infrarotstrahlung), welche die Bestimmung der Fundamentalparameter junger Sterne sehr schwierig machen. Sterne vor und nach der Hauptreihe haben ähnliche Atmosphäreneigenschaften, welche es unmöglich machen den Entwicklungszustand eines Sterns nur anhand seiner Effektivtemperatur, Leuchtkraft und Masse zu bestimmen. Der Hauptunterschied zwischen jungen und schon entwickelteren Sternen liegt in ihrem inneren Aufbau. Asteroseismologie ist daher die einzige Methode, die es uns erlaubt das Sterninnere durch Analyse der Pulsationseigenschaften zu untersuchen. Das funktioniert ähnlich wie bei der Seismologie auf der Erde, wo wir durch das Studium von Erdbeben wissen, wie das Erdinnere aufgebaut ist. Die Entdeckung mehrerer pulsierender Vorhauptreihensterne in den letzten Jahren führte zur Entwicklung der nicht-radialen Pulsationstheorie für solch junge Sterne. Da sich ihre beobachteten Eigenfrequenzspektren von denen entwickelterer, wasserstoffbrennender Sterne unterscheiden, bietet die Asteroseismologie auch eine unabhängige Methode, den Entwicklungszustand eines Feldsterns einzuschränken. Neueste asteroseismische Untersuchungen deuten darauf hin, dass sich die inneren Strukturen junger Sterne von dem Zeitpunkt ihrer Geburt bis zum Erreichen der Hauptreihe signifikant ändern. Aktuelle Beobachtungen mit den Satelliten MOST und COROT zeigen, dass diese Änderungen wesentlich stärker sind, als man bis jetzt angenommen hat. Zusätzlich entwickeln sich Sterne in ihren frühesten Stadien relativ schnell und verursachen dabei messbare Änderungen ihrer beobachteten Pulsationsperioden. Erste Messungen haben dabei ergeben, dass die frühe Sternentwicklung um etwa einen Faktor 50 schneller abläuft, als von der Theorie vorhergesagt. In diesem Projekt sollen photometrische und spektroskopische Daten vom Boden und vom Weltraum aus dazu verwendet werden, die asteroseismische Untersuchung von jungen Sternen fortzusetzen, sie mit ihren entwickelteren Gegenstücken zu vergleichen und damit neue Erkenntnisse über die physikalischen Prozesse in den ersten Phasen der Sternentwicklung zu gewinnen.