2009 bestritt sie erstmals Wettkämpfe in der Seniorenklasse. Zu Beginn der Saison gelang ihr der Halbfinaleinzug bei den Halleneuropameisterschaften in Turin. Im Frühjahr erkämpfte sie sich ein erstes Mal eine Medaille bei der Universiade in Belgrad, wo sie den 3. Platz erreichte. Bei den U23-Europameisterschaften gelang ihr erneut ein Finaleinzug, in dem sie am Ende Rang sechs belegte. Aufgrund der gelungenen Saison, konnte Petersen sich auch für die Weltmeisterschaften in Berlin qualifizieren, bei denen sie im Halbfinale ausschied.