Mathematik und Sonnensystemforschung: Promotionspreis für Dr. Janosch Preuss

Nr. 28 - 16.05.2022

Göttinger Mathematiker entwickelt numerische Methode, mit der sich besser als zuvor berechnen lässt, wie sich Wellen im Innern der Sonne ausbreiten

(mps/pug) Die Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik (GAMM) hat Dr. Janosch Preuss vom Institut für Numerische und Angewandte Mathematik der Universität Göttingen und vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) mit dem diesjährigen Klaus-Körper-Preis ausgezeichnet. Die GAMM würdigt damit die Ergebnisse, die der Göttinger Mathematiker Ende vergangenen Jahres in seiner Dissertation vorgelegt hat. Darin beschäftigt er sich mit der Ausbreitung akustischer Wellen im Inneren der Sonne. Um diese aus Messdaten von Forschungssatelliten möglichst genau rekonstruieren zu können, ist es notwendig, auch den Einfluss der Sonnenatmosphäre zu berücksichtigen. Dies gelingt Preuss effizienter und genauer als je zuvor. Die Dissertation entstand im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 1456 „Mathematik des Experiments" an der Universität Göttingen.

Das Innere der Sonne ist einer der unzugänglichen Orte in unserem Sonnensystem; direkte Messungen im Inneren der Sonne sind unmöglich. Dennoch können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler über Umwege Informationen über das Innere unseres Sterns erhalten. Die Sonne schwingt in Millionen von akustischen Schwingungsmoden, die an ihrer Oberfläche von Satelliten im Weltraum oder Sonnenteleskopen auf der Erde beobachtet werden können. Mit Hilfe von Computermodellen können diese Wellen Aufschluss über die physikalischen Eigenschaften der Regionen geben, in denen sie sich ausbreiten.

Berechnungen dieser Art sind sehr anspruchsvoll, insbesondere wenn sie die schnellen Veränderungen in Oberflächennähe mit einbeziehen. Mit den von ihm neu entwickelten numerischen Methoden ist es Preuss in seinen Simulationen gelungen, den Einfluss der Sonnenatmosphäre auf die Wellen effizienter und genauer zu berechnen als je zuvor. "Die Temperatur in der Sonnenatmosphäre schwankt auf sehr kurzen Distanzen sehr schnell, was neue und innovative numerische Methoden erfordert, um die Schwingungen zu modellieren", erklärt der 33-Jährige. Die Atmosphäre beeinflusst die Interpretation der beobachteten Schwingungen und muss daher berücksichtigt werden. Die Arbeit von Preuss eröffnet neue Möglichkeiten, Sonnenschwingungen zur Untersuchung der Sonnenatmosphäre zu nutzen.

Preuss hat an der Universität Göttingen Mathematik studiert. Bereits in seiner Masterarbeit, die er unter der Anleitung von Prof. Dr. Christoph Lehrenfeld am Institut für Numerische und Angewandte Mathematik anfertigte, beschäftigte er sich mit numerischen Simulationen. Diese Zusammenarbeit konnte er im Anschluss im Zuge eines von Max-Planck-Fellow Prof. Dr. Thorsten Hohage geleiteten Promotionsprojektes am MPS fortführen. Die Promotion erfolgte im Rahmen der International Max Planck Research School (IMPRS) on Solar System Science at the University of Göttingen, eines gemeinsamen Promotionsstudiengangs des MPS und der Universität Göttingen. Derzeit forscht der 33-Jährige am University College London in England. Die GAMM vergibt den Klaus-Körper-Preis in jedem Jahr an vier Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler und zeichnet damit exzellente Promotionsleistungen auf dem Gebiet der Angewandten Mathematik und Mechanik aus.