Wenn Sterne Walzer tanzen

Astrophysiker des Leibniz-Instituts für Astro­physik Potsdam (AIP) und der John Hopkins Universität in Baltimore (JHU) haben Rotations­perioden von Sternen innerhalb eines Haufens untersucht. Wie sie dabei entdeckten, haben Sterne, die etwa so alt wie unsere Sonne sind, auch in weiteren Punkten große Ähnlichkeit zu unserem Heimat­stern. So stellten die Forscher fest, dass die vermessenen Sterne für eine Drehung um sich selbst rund 26 Tage benötigten – die gleiche Zeit, die auch die Sonne für eine Drehung um ihre Achse braucht.

Diese Entdeckung bestärkt die bisherige Annahme einer engen Verknüpfung der Prozesse auf unserer Sonne und anderen Sternen, auch „solar-stellar connection“ genannt. Ein fundamentales Prinzip, das die moderne solare und stellare Astro­physik maßgeblich beeinflusst.

Erst im 19. Jahrhundert ließ sich mittels ausgeklügelter Abstands­messungen nachweisen, dass Sterne nichts anderes als weit entfernte Sonnen sind. Dank dieses Wissens und durch die Beobachtung unserer Sonne – dem einzigen Stern, den wir detailliert untersuchen können – lassen sich auch Prozesse auf anderen Sternen erforschen. Zudem kann man dieses Prinzip auch umkehren, indem man beispielsweise Erkenntnisse über sonnen­ähnliche Sterne nutzt, um auf die Vergangenheit und Zukunft unserer Sonne zu schließen. Die Rotations­perioden von Sternen liefern einen wichtigen Schlüssel, um nun auch magnetische Phänomene auf anderen Sternen besser zu verstehen. Die Größe der beobachteten Sternen­flecken lässt darauf schließen, dass die Magnet­felder der Sterne denen der Sonne sehr ähnlich sein müssen.

Das Forscherteam studierte den vier Milliarden Jahre alten offenen Sternen­haufen M67. Dieser ist der einzige bekannte Cluster, der nahezu zeitgleich zu unserer Sonne entstanden ist und damit Sterne in ihrem Alter enthält. Durch seine relative Nähe zur Milch­straße kann man ihn eingehender erforschen.

Sterne wie unsere Sonne weisen dunkle Flecken auf, die durch Magnet­felder verursacht werden. Die Flecken sind bei jüngeren Sternen relativ groß und werden mit zunehmendem Alter eines Sterns kleiner. Aufgrund der Rotation der Sterne wandern diese Flecken scheinbar über ihre Oberfläche und verursachen dadurch Helligkeits­schwankungen. Diese sind bei sonnen­ähnlichen Sternen aufgrund ihres relativ hohen Alters vergleichs­weise klein und betragen weniger als ein Prozent. Dem AIP-Team gelang nun erstmals die Messung dieser sehr kleinen periodischen Variationen bei zwanzig sonnen­ähnlichen Sternen. Die Beobachtungen waren nur aufgrund der exzellenten Sensibilität des Kepler-Weltraum­teleskops, das nun im Rahmen der K2-Mission unterwegs ist, möglich.

Sydney Barnes, Erstautor der Studie, erklärt: „Auch wenn wir diese Erkenntnisse bereits vorausgesagt hatten, ist es ein großer Schritt, sie nun endlich nachweislich messen zu können.“ Koautor Jörg Weingrill ergänzt: „Mithilfe unserer Messungen der Rotations­perioden von Sternen, deren Alter unserer Sonne nahe kommt, werden wir nun die Entwicklungs­geschichte unserer Sonne genauer nachvollziehen.“

AIP / DE