Cosima Breu ist die erste weibliche Studentin, die bei Prof. Luciano Rezzolla in der Theoretischen Astrophysik ihre Bachelor-Arbeit gemacht hat – und zwar mit großem Erfolg. Aus ihren Ergebnissen entstand eine gemeinsame Publikation in der Fachzeitschrift “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“. Im Interview sprechen Breu und Rezzolla über ihre Entdeckung und darüber, warum es in Italien mehr Frauen in der Physik gibt.
Herr Rezzolla, sind Sie stolz auf Ihre Studentin?
Luciaono Rezzolla: Ja, es kommt nicht häufig vor, dass im Rahmen einer Bachelor-Arbeit ein Problem gelöst wird, das die Forschung schon lange beschäftigt.
Frau Breu, was haben Sie in Ihrer Bachelor-Arbeit herausgefunden?
Cosima Breu: Ich habe untersucht, wie schwer ein Neutronenstern maximal werden kann, bevor er zu einem schwarzen Loch kollabiert. Neutronensterne sind sehr kompakte Himmelskörper. Sie entstehen beim gewaltsamen Tod eines Sterns in einer Supernova-Explosion. Ihre Masse beträgt etwa 1,4 bis 2 Sonnenmassen, der Radius ist aber nicht größer als 10 bis 15 Kilometer. Man könnte sie an einem Tag mit dem Fahrrad umrunden.
Und diese Sterne werden immer noch schwerer?
Rezzolla: Ja, sie ziehen aufgrund ihrer hohen Gravitation Masse an. Was wir wissen wollten war: Angenommen, ein Neutronenstern wird jeden Tag um ein Neutron schwerer. Wann ist der Tag gekommen, an dem ihn dieser Zuwachs an Masse aus dem Gleichgewicht bringt und er zu einem noch kompakteren schwarzen Loch kollabiert? Wann ist die kritische Masse erreicht? Das ist eine seit Jahrzehnten ungelöste Frage in der Astrophysik und wir haben jetzt eine einfache Antwort gefunden. Man muss nur die maximale Masse kennen für Sterne, die nicht rotieren; die absolut maximal erlaubte Masse ist dann für rotierende Sterne um 20 Prozent größer. Das wissen wir jetzt auf wenige Prozent genau.
Der Neutronenstern kann also mehr Gewicht zulegen, wenn er rotiert?
Rezzolla: Ja, so ist es.
Wie sind Sie vorgegangen, Frau Breu?
Breu: Ich habe ein Programm mit einer großen Zahl an Zustandsgleichungen gefüttert und Modelle für etwa 10 Tausend Neutronensterne berechnet. Zustandsgleichungen beschreiben die gegenseitige Abhängigkeit von Druck, Volumen und Temperatur im Stern. Dafür gibt es theoretisch viele Möglichkeiten. Wir haben aber herausgefunden, dass auch für die kritische Masse unabhängig von der gewählten Zustandsgleichung bestimmte, universelle Gesetzmäßigkeiten herrschen.
Rezzolla: Ja, nämlich, dass die kritische Masse eines rotierenden Neutronensterns maximal 20 Prozent höher liegt als bei einem statischen Stern.
Frau Breu: Wann haben Sie sich zuerst für Astronomie interessiert?
Breu: Das war schon zu Schulzeiten. Ich saß gern nachts mit dem Fernglas im Garten und habe mir den Sternenhimmel angesehen. Manchmal bin ich auch mit einer Freundin an den Stadtrand gefahren, weil es da weniger Streulicht gibt. Es ist schade, dass die Lichtverschmutzung in Frankfurt so stark ist. Ich beschäftige mich täglich mit Sternen, bekomme sie hier aber praktisch nicht zu sehen.
Rezzolla: Ich habe bei meinen Töchtern beobachtet, dass schon in der Grundschule die Weichen für die Studienwahl gestellt werden. Man sagte den Mädchen, sie könnten besser Sprachen und Geisteswissenschaften, Jungen dagegen Technik und Naturwissenschaften. Hast Du das auch erlebt, Cosima?
Breu: Ja, wenn zum Beispiel der Beamer nicht funktionierte, wurde meist ein Junge gebeten, das Problem zu beheben. Ich habe das hingenommen, aber irgendwann habe ich mich gefragt, warum nicht auch ein Mädchen so etwas könnte. Es gab auch Vorurteile von Lehrern: Mein Informatiklehrer hat behauptet, Frauen könnten nicht logisch denken! Aber ich war in einer Klasse mit Schwerpunkt Physik. Da habe ich gemerkt, dass ich Spaß am analytischen Denken habe.
Gab es auch Vorbilder?
Breu: Ja, meine Physiklehrerin. Als ich mir überlegte, ob ich in Physik studieren möchte, haben mir viele Menschen aus meinem Umfeld zu bedenken gegeben, dass es schwierig ist und eine hohe Abbrecherquote gibt. Deshalb habe ich meine Lehrerin gefragt, ob sie mir das zutraut. Sie ist zum Schrank gegangen und hat mir ein Buch mit Übungsaufgaben für die Uni gegeben.
Herr Rezzolla, in Frankfurt liegt der Frauenanteil im Physikstudium inzwischen bei 20 Prozent. Aber in der theoretischen Astrophysik gibt es nur ganz wenige Frauen. Cosima Breu ist ihre erste Bachelorstudentin. Ist es in Italien anders?
Rezzolla: Ja, da liegt der Frauenanteil bei über 50 Prozent. Ich habe den Eindruck, dass es in Deutschland ein Erbe an Rollenzuschreibungen gibt, auch wenn es inzwischen subtiler ist als zu den Zeiten von Lise Meitner.
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Zum Weiterlesen
- Link zur Publikation in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
- Pressemitteilung “Wann wird ein Neutronenstern zum Schwarzen Loch?”, 6. April 2016
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