Hören Sie, wie ein Stern in der Welt „funkelt“.

Wissenschaftler haben das unheimliche Funkeln eines Sterns nachgebildet, um das Innenleben des kosmischen Ofens zu kartieren.

Wir alle wissen, wie das Schlaflied klingt, aber jetzt haben Astrophysiker endlich nachgeholt und zum ersten Mal das unheimliche Summen des „Funkeln, Funkeln“ eines Sterns reproduziert.

Durch die Simulation der turbulenten Gaswellen, die sich durch das Innere eines Sterns zu seiner äußeren Oberfläche bewegen, haben Wissenschaftler die natürlichen Lichtschwankungen nachgebildet, die von den kosmischen Öfen erzeugt werden. Durch die Umwandlung dieser Wellen in Schallwellen boten uns die Forscher dann die bisher beste Vorstellung davon, wie Sterne klingen würden, wenn wir sie hören könnten.

Das Ergebnis ist ein spektrales, hohes Heulen in der Flugzeugkabine, begleitet von einem schnellen Herzschlag. Der ätherische Lärm und die Untersuchung der inneren Gasdynamik, die ihn erzeugte, wurden am 27. Juli in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.

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„Bewegungen in den Kernen von Sternen lösen Wellen aus, die denen des Ozeans ähneln“, sagte der leitende Studienautor Evan Anders, ein Astrophysiker an der Northwestern University in Evanston, Illinois, in einer Erklärung. „Wenn die Wellen die Oberfläche des Sterns erreichen, lassen sie ihn auf eine Weise funkeln, die Astronomen möglicherweise beobachten können.

„Zum ersten Mal haben wir Computermodelle entwickelt, mit denen wir bestimmen können, wie stark ein Stern aufgrund dieser Wellen funkeln sollte“, fügte er hinzu. „Diese Arbeit ermöglicht es künftigen Weltraumteleskopen, die zentralen Regionen zu erforschen, in denen Sterne die Elemente bilden, auf die wir zum Leben und Atmen angewiesen sind.“

Wir beobachten das Funkeln von Sternen aus zwei Gründen. Erstens wird ihr entferntes Licht auf seinem Weg durch die Erdatmosphäre durch unvorhersehbare Luftströmungen abgelenkt, wodurch sich die Lichtmenge, die uns am Boden erreicht, ständig verändert. Aber Sterne haben auch ein inhärentes Funkeln – eines, das aus Konvektionsprozessen entsteht, wenn heißes, verschmelzendes Plasma von ihren feurigen Kernen nach außen zu ihren Oberflächen wandert.

„Sterne werden etwas heller oder etwas dunkler, je nachdem, welche dynamischen Vorgänge im Inneren des Sterns passieren“, sagte Anders. „Das Funkeln, das diese Wellen verursachen, ist äußerst subtil und unsere Augen sind nicht empfindlich genug, um es zu sehen. Aber leistungsstarke Teleskope der Zukunft könnten es vielleicht erkennen.“

Um die Wellen im Inneren von Sternen zu simulieren, mussten sich die Forscher zunächst mit einem erheblichen Problem auseinandersetzen: Während die Strömungen, die im Inneren von Sternen Wellen erzeugen, in den letzten Wochen entstanden sind, können die Wellen selbst entweder an der Oberfläche der Sterne austreten oder Hunderttausende Male in ihnen herumschwirren Jahre. Die erste Herausforderung für das Team bestand darin, die Wellen von ihren Reflexionen zu isolieren.

„Wir haben zuerst eine Dämpfungsschicht um den Stern gelegt – wie die gepolsterten Wände, die man in einem Aufnahmestudio hat – damit wir genau messen konnten, wie die Kernkonvektion Wellen erzeugt“, sagte Anders.

Nachdem sie diesen „Filter“ auf ihre Sterne angewendet hatten und herausfanden, dass er die Wellen im Inneren genau beschrieb, fügten die Wissenschaftler einen weiteren Filter hinzu, der die akustischen Eigenschaften der Sterne simulierte und es ihnen ermöglichte, sowohl die Konvektionsströme als auch ihren Nachhall nachzubilden.

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Als weiteren Test wandten sie ihre Methode mit Schallwellen echter Musik an – darunter „Jupiter“ aus Gustav Holsts Orchestersuite „Die Planeten“ und „Twinkle, Twinkle, Little Star“ selbst – um zu sehen, wie die Lieder klingen würden die Herzen der Sterne.

Die Astrophysiker kehrten zu den Konvektionsströmen von Sternen zurück und richteten sie so auf, dass sie für das menschliche Gehör hörbar waren. Sie erzeugten je nach Größe der Sterne unterschiedliche Klanglandschaften.

Nachhallende Wellen von großen Sternen (40-mal so groß wie die Sonne) erzeugten Geräusche, die dem Echo von Strahlenkanonen ähnelten, während Wellen von mittelgroßen Sternen (entspricht 15 Sonnenmassen) und kleinen Sternen (drei Sonnenmassen) wie ein schwaches Summen klangen entfernte Sirenen bzw.

Die Wissenschaftler sagten, die Untersuchung der Wellen im Inneren von Sternen könnte eines Tages zu einem besseren Verständnis der inneren Dynamik führen, die Sterne antreibt, und Astronomen dabei helfen, das schwer fassbare angeborene Funkeln von Sternen erstmals teleskopisch zu erfassen.

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Ben Turner ist ein in Großbritannien ansässiger Mitarbeiter bei Live Science. Er befasst sich neben Physik und Astronomie auch mit Themen wie Technologie und Klimawandel. Er schloss sein Studium der Teilchenphysik am University College London ab und absolvierte anschließend eine Ausbildung zum Journalisten. Wenn er nicht schreibt, liest Ben gerne Literatur, spielt Gitarre und blamiert sich mit Schach.

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