Wie entstehen die chemischen Elemente im Verlauf der Geschichte des Universums? Aus welchen Elementen besteht ein Stern? Was passiert bei einer Supernova-Explosion? Rund 20 Hamburger Schülerinnen und Schüler, die in ihrer Freizeit am SFZ Hamburg forschen, konnten am Nikolausmontag vor Ort und via Live-Stream Prof. Dr. Anna Frebels Vortrag „Auf der Suche nach den ältesten Sternen“ verfolgen und sie mit vielen Fragen zur Entstehung von Sternen löchern. In Wissenschaftskreisen wurde die „Stellare Archäologin“ im Alter von 25 Jahren selbst zum Star, als sie den damals ältesten Stern der Welt – „HE 1327-2326“ ist unvorstellbare 13 Milliarden Jahre alt – entdeckte.
Die deutsche Astronomin und Astrophysikerin Prof. Dr. Anna Frebel, die am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge forscht, erzählt in dem Vortrag auch viel über sich selbst. So zeigt sie zum Beispiel anhand einer Weltkarte „ihren Weg von der Erde zu den Sternen“. Dies sei der „typische Weg eines Akademikers, einmal um den Globus herum“, wie sie lachend erklärt. Die Schülerinnen und Schüler, die am Astro-Talk teilnahmen, erfuhren zudem viel über die Anfänge des Universums und die Energie, die es dafür brauchte. In ihrer Forschung geht Prof. Frebel auf die Suche nach den massearmen Sternen, denn diese sind langlebiger und damit älter als die später entstandenen massenreichen. „Das ist die Suche nach der Nadel im Heuhaufen“, sagt Frebel. „Da sich diese 50 ältesten Sterne, die so alt sind wie das Universum selbst, unter 200 bis 400 Milliarden Sternen in der Milchstraße befinden“.
Anhand mehrerer Folien und Animationen nimmt sie die Schüler mit auf eine Wissensreise vom Ursprung der chemischen Elemente und deren Entstehung, über die Bedeutung der stellaren Archäologie, bis hin zum Beobachten durch Teleskope. So erfuhren die Schülerinnen und Schüler nicht nur, dass die meisten der uns bekannten Elemente aus dem Sternenstaub kommen, vor allem aus einer Supernova-Explosion, sondern auch, dass viele schwere Elemente aus verschmelzenden Neutronensternen entstehen. Faszinierend: Das Universum hat sich in mehreren Milliarden Jahren chemisch verändert – im Lauf der Sternentwicklung sind immer mehr massereiche Kerne entstanden – dies allerdings auf Kosten der leichten Kerne und der bei richtig sehenswerten Schauspielen (Sternexplosionen, Neutronenstern-Zusammenstößen) freigesetzten Neutronen. Sie räumte auf mit der weit verbreiteten Vorstellung vom in die Sterne gucken durch ein Teleskop. „Heute guckt man nicht mehr mit dem Auge durch Teleskope, sondern sitzt überwiegend im Kontrollraum mit mehreren Computern und Bildschirmen, denn die Spiegelteleskope funktionieren vollautomatisch“, erklärte Frebel.
Für die Frage „Was sind die ersten Schritte, um die ältesten Sterne des Nachthimmels zu entdecken“, aus dem Kreis der Anwesenden im SFZ Hamburg, holt sie weit aus. Heute ist es leicht, Daten vom Europäischen Gaia-Satelliten zu bekommen und mit relativ wenig Vorwissen und ein bisschen Hilfestellung auszuwerten. Oder man nimmt sich Sternhaufen und berechnet die Distanzen und das Alter anhand der verschiedenen Farben. Von den ältesten Sternen kann man sich immerhin mit einem kleinen Teleskop anhand der veröffentlichten Koordinaten ein Bild machen. „Und mit den Infos zu dem Stern ist das Bild dann auch nicht mehr so langweilig“, sagte Frebel mit einem Lachen.
Die Frage einer Schülerin, zu welcher Generation der Sterne unsere Sonne zählt, ist nicht so leicht beantwortet: denn nach acht Milliarden Jahren ist alles schon ziemlich verworren, sie könnte jedoch ein Stern der tausendsten Generation sein.
Hingegen klar ist die Antwort auf die Frage, ob es noch Sterne aus der ersten Generation gibt: Sie sind alle weg. Aber die Wissenschaft rätselt noch, ob es auch massearme langlebige Sterne der ersten Generation gab.
Anna Frebel nahm sich die Zeit und beantwortete noch viele weitere Fragen, die die Schülerinnen und Schüler ihr stellten.
Wir möchten uns ganz herzlich bei Prof Dr. Frebel bedanken, die für uns sehr früh in den USA aufgestanden ist und der es mit einem leidenschaftlichen und lebendigen online Live-Vortrag gelungen ist, auch die schwierigsten Zusammenhänge und Begriffe anschaulich und leicht zu vermitteln. Dank auch an alle Schülerinnen und Schüler des SFZ Hamburg für die aktive Teilnahme und die tollen Fragen, die die Frage-Antwort-Runde so lebendig gemacht haben. „Seid neugierig, bleibt an Euren Forschungsprojekten dran, ertragt auch einmal Rückschläge und lernt mit ihnen umzugehen. Das macht wissenschaftliche Forschung aus. Wir sind da, um Euch dabei zu begleiten“, sagt Wolfgang Fraedrich, Geschäftsführer des SFZ Hamburg, und beendet damit den dritten Ausflug der SFZ Hamburg Forscherinnen und Forscher ins Weltall.
Wer nicht am Vortrag teilnehmen konnte, dem sei das Buch „Auf der Suche nach den ältesten Sternen“ von Anna Frebel empfohlen. Sie beschreibt darin ihre Arbeit mit Teleskopen, die ihr und anderen einen faszinierenden Blick ins Weltall eröffnen. Die gesamte Veranstaltung gibt es aber auch bei YouTube, klicke dafür hier.
Übrigens hat die Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) den umfangreichsten Sternenkatalog der Menschheitsgeschichte hervorgebracht. Hierfür wurde der Himmel 22 Monate lang kartografiert. Das Resultat: Neue Daten zu Positionen, Abständen und Bewegungen von fast 1,7 Milliarden Sternen, aber auch hochpräzise Messungen von Asteroiden in unserem Sonnensystem sowie von Sternen außerhalb des Milchstraßensystems. Wer Interesse hat kann im Gaia-Archiv anfangen Sterne nach ihrer Position und Helligkeit zu bestimmen. Guckt doch einmal rein: https://sci.esa.int/web/gaia
Oder lernt in der kostenlosen Gaia-App die Mission Gaia näher kennen und nutzt die Daten interaktiv.
