Revolutionäre HiPERCAM erlaubt präzise Messungen an Sternen

Künstlerische Darstellung eines Doppelsterns. (Credit: Mark Garlick)
Künstlerische Darstellung eines Doppelsterns. (Credit: Mark Garlick)

Dank einer revolutionären Hochgeschwindigkeitskamera konnten Wissenschaftler eine Jahrzehnte alte Theorie über die Sternentwicklung bestätigen.

Forscher der University of Sheffield arbeiteten mit der HiPERCAM, einer Hochgeschwindigkeitskamera, die in mehreren Wellenlängen aufnimmt. Sie kann mehr als 1.000 Bilder pro Sekunde machen und erlaubt den Experten erstmals, sowohl die Masse als auch den Radius eines kühlen Unterzwergs zu messen.

Die am 8. April 2019 im Journal Nature Astronomy veröffentlichten Ergebnisse haben Forschern ermöglicht, das gängige stellare Strukturmodell zu verifizieren, das die innere Struktur eines Sterns detailliert beschreibt und genaue Vorhersagen zu seiner Helligkeit, Farbe und zukünftigen Entwicklung macht.

Forscher wissen, dass alte Sterne weniger Metalle enthalten als junge Sterne, aber die Auswirkungen dieses Sachverhalts auf die Struktur der Sterne waren bis jetzt ungeprüft. Alte Sterne (oft als kühle Unterzwerge bezeichnet) sind schwach, und es gibt nur wenige in der Nachbarschaft der Sonne. Bis jetzt hatten die Wissenschaftler keine Kamera, die leistungsfähig genug ist, um präzise Messungen ihrer stellaren Parameter wie der Masse und dem Radius vorzunehmen.

HiPERCAM kann jede Millisekunde ein Bild aufnehmen – im Gegensatz zu einer normalen Kamera an einem großen Teleskop, die normalerweise nur ein Bild alle paar Minuten macht. Das hat den Wissenschaftlern erstmals die Möglichkeit gegeben, den Stern exakt zu messen.

Professor Vik Dhillon, Dr. Steven Parsons und Dr. Stuart Littlefair vom Department of Physics and Astronomy an der University of Sheffield leiteten das HiPERCAM-Projekt in Zusammenarbeit mit dem Astronomy Technology Centre (ATC) des Science and Technology Facilities Council, dem Instituto de Astrofisica de Canarias und Forschern der University of Warwick und der Durham University.

“Jetzt waren wir in der Lage, die Größe des Sterns zu messen, um zu sehen, ob sie mit der stellaren Strukturtheorie übereinstimmt. Diese Ergebnisse wären mit einem anderen Teleskop nicht möglich gewesen. Es bestätigt nicht nur die Theorie, sondern hat auch das Potenzial der HiPERCAM bestätigt”, sagte Dhillon.

Die Studie ist die erste, die Daten der HiPERCAM verwendet, welche am Gran Telescopio Canarias (GTC) montiert ist – dem weltgrößten optischen Teleskop mit einem Spiegeldurchmesser von 10,4 Metern. Die Kamera kann Hochgeschwindigkeitsbilder von Objekten im Universum machen und erlaubt die beispiellose Untersuchung ihrer schnellen Helligkeitsveränderungen, die mit Phänomenen wie Finsternissen und Explosionen einhergehen.

Mit den Daten der Kamera, aufgenommen in fünf verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig, können die Forscher die Überreste toter Sterne untersuchen, zum Beispiel Weiße Zwerge, Neutronensterne und Schwarze Löcher. Das GTC steht auf La Palma in 2.500 Metern Höhe, einem der weltweit besten Orte für Beobachtungen des Nachthimmels. Die Studie markiert die ersten Ergebnisse eines bahnbrechenden Fünf-Jahres-Projekts, das mit 3,5 Millionen Euro vom European Research Council (ERC) finanziert wird.

Quelle

(THK)

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