Zeitlich aufgelöste Beobachtung zeigt Magnetzyklus auf einem Roten Riesen Erster Film von Sternflecken außerhalb des Sonnensystems - scinexx | Das Wissensmagazin
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Zeitlich aufgelöste Beobachtung zeigt Magnetzyklus auf einem Roten Riesen

Erster Film von Sternflecken außerhalb des Sonnensystems

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Sonnenflecken auf einem anderen Stern: Die Entwicklung sogenannter Sternflecken haben Astronomen erstmals in einem Film dargestellt. Die hochaufgelösten Langzeitbeobachtungen zeigen, wie die Flecken auf dem Stern XX Tri über sechs Jahre hinweg wachsen, verschmelzen und verschwinden. Das deutet auf einen Magnetzyklus des roten Riesensterns hin, der deutlich stärker ausgeprägt ist als der unserer Sonne. Zukünftig wollen die Astronomen mit ihrer Methode die magnetische Aktivität von Sternen noch präziser vorhersagen.

Die Zeitreihe von Doppler-Aufnahmen zeigt dem riesigen Sternenfleck an den Polen von XX Tri sowie kleinere Flecken am Äquator über einen Beobachtungszeitraum von sechs Jahren.© A. Künstler, T. A. Carroll, K. G. Strassmeier, Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam

Die Oberfläche von anderen Sternen als unserer Sonne direkt abzubilden ist bislang nicht möglich. Atemberaubende Prozesse wie Sonneneruptionen, koronalen Regen und Sonnenflecken kennen wir daher im Detail nur von unserem eigenen Zentralgestirn. Mit ausgefeilten Methoden und Beobachtungstechniken lassen sich die Oberflächen auch weit entfernter Sterne jedoch indirekt darstellen. Die sogenannte „Doppler-Tomographie“ ist die am weitesten fortgeschrittene Methode zur Untersuchung von Sternen.

Film aus hochaufgelösten Spektren

Mit dieser Technik haben Astronomen um Andreas Künstler vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam den roten Riesenstern XX Tri im Sternbild Dreieck abgetastet. Dieser gut 640 Lichtjahre entfernte Stern hat einen gewaltigen Sternfleck, der zehn Mal so lang und sechs Mal so breit ist wie der Durchmesser unserer Sonne.

Mit dem robotischen Teleskop STELLA auf Teneriffa erstellten die Forscher hochaufgelöste Spektren von der Oberfläche von XX Tri und stellten sie zu einer Zeitreihe zusammen. Insgesamt 667 Spektren aus dem Zeitraum von Juli 2006 bis April 2012 fügten sie zu einem Film zusammen. In dieser Zeit rotierte der Rote Riese 86 Mal um seine Achse.

Bessere Vorhersage magnetischer Aktivität

Der Film zeigt die Verteilung der Sternflecken auf XX Tri und ihre sich ständig verändernden Formen, wie sie sich teilen und wieder Verschmelzen. Die Sternenoberfläche ist dabei in drei verschiedenen Ansichten dargestellt: eine sphärische Projektion im Größenvergleich zur Sonne („real view“), eine Mercator-Projektion bei der die gesamte Oberfläche sichtbar ist und eine Sicht auf die Rotationsachse („pole-on view“).

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Sternflecken haben ihren Ursprung im inneren Dynamo-Prozess eines Sterns. Sie entstehen, wenn magnetische Flussröhren an der Oberfläche des Sterns auftauchen, und bilden durch Magnetlinien verbundene Paare. Da sie eng mit starken Magnetfeldern verbunden sind, sind sie für Astrophysiker interessant: „Wir können unsere erste Anwendung als Prototyp für zukünftige Studien von Sternzyklen betrachten“, sagt Künstler. „Sie erlaubt die Vorhersage magnetischer Aktivitätszyklen auf drastisch kürzeren Zeitskalen als üblich.“

(Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, 20.10.2015 – AKR)

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