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Astronomen des Jet Propulsion Laboratory der NASA haben die Entfernung zum Sternhaufen der Plejaden mit größter Präzision gemessen. Dies ist wichtig, da der europäische Hipparcos-Satellit zuvor eine Entfernung zum Cluster gemessen hat, die theoretischen Modellen der Lebenszyklen von Sternen widersprochen hätte. Diese neue Messung zeigt, dass Hipparcos falsch war und die etablierte Theorie immer noch gilt.
Die als Plejaden bekannte Sternhaufen ist eines der bekanntesten Objekte am Nachthimmel und wird seit Jahrtausenden in Literatur und Legende gefeiert. Jetzt hat eine Gruppe von Astronomen eine sehr genaue Entfernung zu einem der Sterne der Plejaden erhalten, die seit der Antike als Atlas bekannt sind. Die neuen Ergebnisse werden für die langjährigen Bemühungen zur Verbesserung der kosmischen Entfernungsskala und zur Erforschung des stellaren Lebenszyklus von Nutzen sein.
In der Ausgabe vom 22. Januar der Zeitschrift Nature berichten Astronomen des California Institute of Technology und des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, über die bisher beste Entfernung zum Doppelsternatlas. Der Stern ist zusammen mit „Frau“ Pleione und ihren Töchtern, den „sieben Schwestern“, der Hauptstern der Plejaden, der mit bloßem Auge sichtbar ist, obwohl sich tatsächlich Tausende von Sternen im Cluster befinden. Atlas liegt laut dem Jahrzehnt sorgfältiger interferometrischer Messungen des Teams zwischen 434 und 446 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Der Entfernungsbereich zum Plejaden-Cluster mag etwas ungenau erscheinen, ist aber nach astronomischen Maßstäben tatsächlich genau. Die traditionelle Methode zur Entfernungsmessung besteht darin, die genaue Position eines Sterns zu notieren und dann seine geringfügige Positionsänderung zu messen, wenn sich die Erde selbst auf die andere Seite der Sonne bewegt hat. Dieser Ansatz kann auch verwendet werden, um die Entfernung auf der Erde zu ermitteln: Wenn Sie die Position eines Baumes in unbekannter Entfernung sorgfältig aufzeichnen, eine bestimmte Entfernung zu Ihrer Seite verschieben und messen, wie weit sich der Baum anscheinend „bewegt“ hat, ist dies möglich Berechnen Sie den tatsächlichen Abstand zum Baum mithilfe der Trigonometrie.
Dieses Verfahren liefert jedoch selbst den nächstgelegenen Sternen aufgrund der gigantischen Entfernungen und der subtilen Änderungen der Sternposition, die gemessen werden müssen, nur eine grobe Entfernungsschätzung.
Die neue Messung des Teams löst eine Kontroverse, die entstand, als der europäische Satellit Hipparcos den Plejaden eine viel kürzere Entfernungsmessung als erwartet zur Verfügung stellte und theoretischen Modellen der Lebenszyklen von Sternen widersprach.
Dieser Widerspruch war auf die physikalischen Gesetze der Leuchtkraft und ihre Beziehung zur Entfernung zurückzuführen. Eine 100-Watt-Glühbirne in einer Entfernung von einer Meile sieht genauso hell aus wie eine 25-Watt-Glühbirne in einer Entfernung von einer halben Meile. Um die Leistung einer entfernten Glühbirne herauszufinden, müssen wir wissen, wie weit sie entfernt ist. Um die „Leistung“ (Leuchtkraft) der beobachteten Sterne herauszufinden, müssen wir ebenfalls messen, wie weit sie entfernt sind. Theoretische Modelle der inneren Struktur und der Kernreaktionen von Sternen bekannter Masse sagen auch ihre Leuchtkraft voraus. So können Theorie und Messungen verglichen werden.
Die Hipparcos-Daten lieferten jedoch einen Abstand, der geringer war als der von den theoretischen Modellen angenommene, was darauf hindeutet, dass entweder die Hipparcos-Abstandsmessungen selbst nicht korrekt waren oder dass mit den Modellen der Lebenszyklen von Sternen etwas nicht stimmte. Die neuen Ergebnisse zeigen, dass die Hipparcos-Daten fehlerhaft waren und dass die Modelle der Sternentwicklung tatsächlich solide sind.
Die neuen Ergebnisse stammen aus einer sorgfältigen Beobachtung der Umlaufbahn des Atlas und seines Begleiters - eine binäre Beziehung, die erst 1974 endgültig nachgewiesen wurde und den alten Beobachtern des Himmels sicherlich unbekannt war. Mithilfe von Daten des Sterninterferometers Mount Wilson neben dem historischen Mount Wilson Observatory und des Palomar Testbed Interferometer am Palomar Observatory von Caltech in der Nähe von San Diego bestimmte das Team eine genaue Umlaufbahn der Binärdatei.
Die Interferometrie ist eine fortschrittliche Technik, die es unter anderem ermöglicht, zwei Körper so weit zu „spalten“, dass sie selbst in den größten Teleskopen normalerweise als einzelne Unschärfe erscheinen. Die Kenntnis der Umlaufzeit und die Kombination mit der Umlaufmechanik ermöglichte es dem Team, die Entfernung zwischen den beiden Körpern abzuleiten und mit diesen Informationen die Entfernung der Binärdatei zur Erde zu berechnen.
"Viele Monate lang fiel es mir schwer zu glauben, dass unsere Entfernungsschätzung um 10 Prozent höher war als die vom Hipparcos-Team veröffentlichte", sagte der Hauptautor Xiao Pei Pan von JPL. "Nach intensiver Überprüfung wurde ich schließlich von unserem Ergebnis überzeugt."
Co-Autor Shrinivas Kulkarni, Professor für Astronomie und Planetenwissenschaften bei Caltech, sagte: „Unsere Entfernungsschätzung zeigt, dass alles in Ordnung ist. Von Astronomen verwendete Sternmodelle werden durch unseren Wert bestätigt. “
"Interferometrie ist eine junge Technik in der Astronomie und unser Ergebnis ebnet den Weg für wunderbare Erträge aus dem Keck-Interferometer und der erwarteten Weltrauminterferometrie-Mission, die voraussichtlich 2009 gestartet wird", sagte Co-Autor Michael Shao von JPL, Hauptforscher für diese geplante Mission und für das Keck-Interferometer, das die beiden 10-Meter-Teleskope am Keck-Observatorium in Hawaii verbindet. Das Palomar Testbed Interferometer wurde von einem Forscherteam von JPL unter der Leitung von Mark Colavita und Shao entworfen und gebaut. Es diente als technischer Prüfstand für das Keck-Interferometer.
Originalquelle: NASA / JPL-Pressemitteilung
