Auf der Suche nach den ältesten Sternen (German Edition)

punktförmiger Sterne auf dem Foto ein Bild mit kleinen, niedrig aufgelösten Spektren an jeder Sternposition. Solange es sich bei den beobachteten Feldern um nicht zu dicht besiedelte Himmelsgebiete handelt, kann die Objektivprismen-Spektroskopie angewendet werden, denn sonst überlappen sich die allzu zahlreichen Stern- oder Galaxienspektren. Diese Art von Spektroskopie ist relativ einfach auszuführen und kann auch von erfahrenen Amateurastronomen benutzt werden. Man braucht lediglich ein genügend großes Prisma, das die Öffnung abdeckt und vor dem Fernrohrobjektiv sitzt. Bei einem Reflektorteleskop würde das Prisma noch vor der Öffnung vor dem Sekundärspiegel sitzen.
    Das Ergebnis einer solchen Durchmusterung sind Spektren mit geringer Auflösung aller Objekte bis zu einer gewissen Helligkeitsgrenze in der beobachteten Himmelsregion. Trotz ihrer geringen Qualität fungieren diese Daten als ein gutes Sprungbrett für die weitere Suche, da wenigstens eine Metalllinie vermessbar ist: die extrem starke Absorptionslinie des Kalziums, die Fraunhofer K -Linie bei der Wellenlänge von 3933,6 Å, welche sich gerade außerhalb des für uns sichtbaren Wellenlängenbereichs am blauen Ende befindet. Sie kann zum Glück auch in relativ verrauschten Durchmusterungs-Spektren noch detektiert werden, selbst wenn das Objekt einen relativ niedrigen Metallgehalt aufweist und die Linie somit verhältnismäßig schwach ausgeprägt ist. Zusammen mit der Farbe eines Sterns, die seine Temperatur widerspiegelt, kann so eine erste grobe Abschätzung der Metallizität erfolgen. Farbmessungen sind in vielen Fällen für die Durchmusterungssterne vorhanden oder können durch zusätzliche photometrische Beobachtungen erhalten werden.
    Die sogenannte HK-Durchmusterung war die erste sehr großflächige und gezielte Suche nach metallarmen Sternen, die in den 1980er Jahren ausgeführt wurde. Sie wurde nach den Kalzium- H - und K -Linien benannt und machte von der Objektivprismen-Spektroskopie Gebrauch. Zu Zeiten der HK-Durchmusterung waren elektronische Ausleseverfahren und computergesteuerte Auswertungstechniken noch ein Zukunftstraum. Die fotografischen Platten mussten in kalten Nächten von Hand bei Rotlicht nach jeder Belichtung ausgewechselt und das Teleskop mühsam manuell fokussiert werden, um sicherzustellen, dass keine unscharfen Spektren produziert würden. Die Auswertungen erfolgten per Augenmaß mit einem kleinen Handmikroskop, mit dem jedes Spektrum einzeln begutachtet wurde. So wurde festgestellt, ob es sich um einen Stern mit einer besonders schwachen Kalzium- K -Linie handelte. Interessante Kandidaten wurden noch auf der Platte angestrichen. Meist gab es nur eine Handvoll solcher Sterne pro Platte. Nach der Rekonstruktion der Koordinaten dieser Objekte konnten sie dann einzeln nachbeobachtet werden.
    Dennoch zahlte sich diese Kleinarbeit aus. Die HK-Durchmusterung lieferte sowohl den ersten alten Halostern, für den ein Alter mit Hilfe von radioaktivem Elementzerfall bestimmt werden konnte, als auch eine große Stichprobe von Sternen mit bis hin zu 1/10 000stel des solaren Eisenwertes und den verschiedensten Häufigkeitsmustern. Viele dieser Sterne werden bis heute aufgrund ihrer interessanten chemischen Signaturen studiert. Für heutige Teleskopverhältnisse sind sie vergleichsweise hell, so dass sehr gute Daten relativ schnell aufgenommen werden können. Weiterhin war vor allem eine wichtige Erkenntnis gewonnen: Metallarme Sterne sind selten, aber viele von ihnen können durch systematisches Suchen gefunden werden.
    Von diesem Wissen beflügelt, wurde die Hamburg/ESO-Durchmusterung gegen Ende der 1990er Jahre auf metallarme Sterne hin untersucht. Sie war unter der Leitung von Hamburger Astronomen mit dem 1,2 m-Schmidt-Teleskop der europäischen Südsternwarte auf dem Berg La Silla in der chilenischen Atacamawüste ausgeführt worden. Das ursprüngliche Ziel dieser Durchmusterung war die Untersuchung von weit entfernten leuchtkräftigen Galaxienzentren gewesen, sogenannte Quasare. Allerdings stellten sich die Spektren später als Fundgrube für die Arbeit mit verschiedenen Arten von Sternen heraus.
    Auch bei der Hamburg/ESO-Durchmusterung wurden noch fotografische Platten für die Aufnahmen der Objektivprismen-Spektren benutzt. Die Platten selbst waren etwas größer als eine Schallplattenhülle, und jede einzelne erfasste ein Feld mit einer Fläche am Himmel von jeweils 5 × 5 Grad. Zum Vergleich: Der scheinbare Durchmesser