Im Kreißsaal der Sterne
Die Astrophysikerin Bérengère Parise
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Bérengère Parise (Fotos: Uschi Heidel).  |
Weihnachten 1988: Gespannt öffnet die zehnjährige Bérengère Parise ihr Geschenk, ein Buch über Sterne. Was der Vater liebevoll unter den Christbaum gelegt hatte, hat für die Tochter ungeahnte Folgen. Die fremden Welten fern unseres Erdballs ziehen das Mädchen so stark an, dass die Faszination bis heute geblieben ist. Immer noch sieht die Französin die funkelnden Lichter am nächtlichen Firmament - wie sie sagt - "mit Kinderaugen". Doch mittlerweile versucht sie als Astrophysikerin hinter die Geheimnisse der Sterne zu kommen. Sie möchte mehr über deren Geburt erfahren. Dazu dient ihr das Humboldt-Forschungsstipendium am renommierten Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn.
Viele Menschen stellen sich die Erforschung des Universums romantisch vor: große Fernrohre, durch die eifrige Wissenschaftler gebannt schauen und die Schönheit des Kosmos beobachten. Zwar wusste Bérengère Parise, dass es in den Observatorien anders zugeht. Aber enttäuscht war sie schon, als sie beim ersten Aufenthalt feststellen musste, dass nicht sie, sondern ein Computer durchs Teleskop schaut und die Daten sammelt. "Mit dem Auge direkt am Fernrohr - das ist etwas Besonderes", sagt die 28-Jährige. Als Kind hatte sie bereits mit dem Teleskop ihrer jüngeren Schwester den riesigen Planeten Jupiter bestaunt.
Das Innenleben werdender Sterne
Was die Astrophysikerin bei der Auswertung der Computerdaten sieht, ist für den Laien ernüchternd, für die begeisterte Wissenschaftlerin hingegen aufregend: Linien über Linien mit unterschiedlich hohen Ausschlägen, ähnlich wie beim EKG. Nur spiegelt sich in diesen Diagrammen nicht die Herztätigkeit wider, sondern das Innenleben von werdenden Sternen. Die Linien geben Auskunft über Moleküle, die an chemischen Reaktionen in den verschiedenen Geburtsphasen dieser Himmelskörper mitwirken.
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Die Wissenschaftlerin aus Toulouse interessiert sich für die Entstehung massearmer Sterne wie etwa die Sonne. Die Theorie besagt, dass Sterne in sehr kalten Staub- und Gaswolken geboren werden. Auf optischer Wellenlänge sind sie nicht zu erfassen, sondern nur im Millimeter- und Submillimeter- Bereich. Die Materie dieser kalten Wolken verdichtet sich zu prästellaren Kernen. Was diese "Wehen" auslöst, ist bislang unklar. Die prästellaren Kerne aus Staub und Gas sind erste Vorstufen eines Sterns. In einer weiteren Phase beginnen die Kerne zu kollabieren und stürzen, angezogen von der Schwerkraft, in sich zusammen. Aus diesem Zentrum erwächst ein Protostern. Er ist noch zu kalt, um Wasserstoff zu verbrennen und damit ein richtiger Stern zu sein. Aber der stetige Zuwachs an Masse durch die Gravitationskraft gibt ihm die notwendige Energie, um zu strahlen und seine Umgebung zu erwärmen. Dadurch bildet sich ein Kern mit Temperaturen um minus 100 Grad Celsius. In diesen gasförmigen Vorstufen von Sternen haben Wissenschaftler komplexe Moleküle entdeckt. Genau hier setzt die Astrophysikerin an. Sie will wissen, wie diese Synthesen zustande kommen.
Gestern war vor 100.000 Jahren
Sternengeburten dauern lange - weit über 100.000 Jahre. Für Bérengère Parise ist das wie "gestern". Schon während des Studiums in Paris hat sie sich deshalb gegen Forschung zum Urknall und den Anfängen des Kosmos entschieden. "Das ist mir einfach zu lange her!" Jetzt untersucht sie die Chemie in den Geburtsphasen: Staub- und Gaswolken, prästellare Kerne, Protostern. In den prästellaren Kernen ist es so kalt, dass Atome und Moleküle an der Oberfläche von Staubpartikeln anfrieren, mit ihnen chemisch reagieren und einen Eismantel bilden können. Wenn später der Protostern langsam seine Umgebung erhitzt, verdunstet der Eismantel und setzt die Atome und Moleküle in die gasförmige Umgebung frei.
Um Moleküle zu entdecken und zu analysieren, muss die Humboldt-Stipendiatin hoch hinaus: Auf 5.100 Meter, wo die Atmosphäre klar und trocken ist und kein Wasserdampf die Beobachtungen stört. Auf dem Chajnantor-Plateau in der chilenischen Atacama-Wüste arbeitet seit gut einem Jahr das Teleskop des Atacama Pfadfinder Experiments (APEX) - betrieben vom Max- Planck-Institut für Radioastronomie zusammen mit dem European Southern Observatory (ESO) und dem Onsala Space Observatory (OSO). "Bei diesem größten Submillimeter-Teleskop für die Erforschung des Südhimmels fällt vor allem die gigantische Antenne auf", berichtet Bérengère Parise. Sie gehörte zu den ersten, die mit APEX forschen konnten. Mit der Erfassung des Submillimeter- Wellenlängenbereichs öffnen die Wissenschaftler ein Fenster und ermöglichen damit den ungetrübten Blick auf einige der interessantesten Objekte im Universum, so auch in die Kreißsäle der Sterne.
Moleküle stellen sich vor
"Durch das APEX-Teleskop kann ich das Rotationsspektrum der einzelnen Moleküle in den gasförmigen Phasen der Sternentstehung beobachten und abbilden", erklärt die Wissenschaftlerin und zeigt auf die EKG-ähnlichen Diagramme: "Jedes Molekül stellt sich mit einem anderen Muster dar." Wie die jeweilige Linie aussieht, zum Beispiel mit großen Ausschlägen nach oben, hängt von der Temperatur und Dichte in der gasförmigen Umgebung ab. Auch die Geschwindigkeit des Gases kann so gemessen werden. "Solche Beobachtungen sind sehr aussagekräftig", betont die Forscherin.
Bérengère Parise konzentriert sich auf Deuterium, ein Isotop des Wasserstoffs, das im All in geringen Mengen vorkommt. Sie untersucht die verschiedenen chemischen Verbindungen, die Deuterium während der Geburt von Sternen eingeht. Dabei hat sie unerwartete Verbindungen entdeckt, die neue Erkenntnisse über die Vorgänge liefern können.
Die Astrophysikerin ist eine moderne Nomadin - wie viele Wissenschaftler. "Im Institut bin ich nur wenige Wochen, sonst immer auf Konferenzen und natürlich in Observatorien. Manchmal überlege ich, ob ich nicht meine Wohnung gegen ein Hotelzimmer tauschen soll, so selten, wie ich da bin", sagt die Französin, die in den vergangenen Jahren oft und in vielen Ländern in internationalen Teams geforscht hat. Wenn sie nicht in Chile ins Universum "schaut", arbeitet sie mit dem IRAM-Teleskop in der spanischen Sierra Nevada. Auch auf Hawaii hat sie die Geburt von Sternen verfolgt, wo die Bedingungen optimal sind. Bérengère Parise kommt viel herum in der Welt, liebt das Reisen, aber auch die Rückkehr. Denn langfristig möchte die Wissenschaftlerin ihre feste Basis in Europa haben, vielleicht ein etwas ruhigeres Leben führen und in der Nähe von Familie und Freunden sein.
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