Film zeigt erstmals Entwicklung von Flecken auf fremdem Stern

Video20. Oktober 2015, 15:55
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Roter Riese in 500 Lichtjahren Entfernung besitzt Sternflecken von mehrfachem Sonnendurchmesser

Im Unterschied zu jenen unserer Sonne haben Sonnen- bzw. Sternflecken auf Riesensternen entsprechend gigantische Ausmaße, was ihre Beobachtung von der Erde aus erheblich erleichtert: In den letzten Jahren konnten beispielsweise auf dem Roten Riesenstern XX Triangulum (HD 12545) in über 500 Lichtjahren Entfernung Sternflecken erspäht werden, die zehnmal größer sind als unsere Sonne. Nun haben Wissenschafter am Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) einen Film erstellt, der erstmals zeigt, wie sich Sternflecken auf einem fremden Stern entwickeln.

Hochaufgelöste spektroskopische Langzeitbeobachtungen mit den robotischen STELLA Teleskopen auf Teneriffa machen das Wachsen und Verschwinden riesiger Sternflecken auf XX Tri über einen Zeitraum von sechs Jahren sichtbar. Die Variabilität der Flecken weist auf einen Magnetzyklus des Sterns hin, der mit dem der Sonne vergleichbar ist, jedoch deutlich stärker ausfällt.

Doppler Imaging macht Sternflecken sichtbar

Generell ist es nicht möglich, die Oberfläche von anderen Sternen als unserer Sonne direkt abzubilden. Ausgefeilte mathematische Methoden und Beobachtungstechniken wurden entwickelt, um Sternoberflächen indirekt aufzulösen. Diese Technik, "Doppler Imaging" oder "Doppler Tomographie" genannt, ist die am weitesten fortgeschrittene Methode zur Untersuchung von Sternen. Um die Sternoberfläche nicht nur abzubilden, sondern auch ihre Entwicklung zu rekonstruieren, werden Zeitreihen hoch aufgelöster Spektren mehrerer Sternrotationen benötigt.

Solche spektroskopischen Abtastungen des Roten Riesensterns XX Tri ermöglichte nun erstmals das robotische Teleskop STELLA auf Teneriffa. Der Stern mit einer Rotationsperiode von 24 Tagen ist bekannt für einen Superfleck mit einer Ausdehnung von 12 x 20 Sonnenradien. Dank der sechsjährigen kontinuierlichen Beobachtung konnte nun die Entwicklung der Sternoberfläche rekonstruiert werden.

leibniz-institut für astrophysik potsdam (aip)

Film aus drei Perspektiven

Insgesamt wurden zwischen Juli 2006 und April 2012 667 Spektren gewonnen und zu einem Film zusammengefügt, der 86 Rotationsperioden des Sterns zeigt. Dargestellt ist die Sternoberfläche in drei verschiedenen Projektionen: 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").

Der Film zeigt die Verteilung der Sternflecken auf XX Tri und ihre sich ständig verändernde Morphologie, wie Fragmentierung und Verschmelzung von Flecken auf unterschiedlichen Zeitskalen. Sternflecken entstehen durch das oberflächliche Auftauchen magnetischer Flussröhren, die ihren Ursprung im inneren Dynamoprozess eines Sterns haben. Sie sind von astrophysikalischem Interesse, da sie eng mit starken Magnetfeldern verbunden sind. "Wir können unsere erste Anwendung als Prototyp für zukünftige Studien von Sternzyklen betrachten. Sie erlaubt die Vorhersage magnetischer Aktivitätszyklen auf drastisch kürzeren Zeitskalen als üblich," sagt Andreas Künstler vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam. (red, 20.10.2015)

  • Die Bilder zeigen einen Ausschnitt aus der Zeitreihe von Doppler-Aufnahmen. Zu sehen sind der Rote Riesenstern XX Triangulum mit einem gigantischen Sonnenfleck.
    foto: a. künstler, t. a. carroll und k. g. strassmeier, leibniz-institut für astrophysik potsdam (aip)

    Die Bilder zeigen einen Ausschnitt aus der Zeitreihe von Doppler-Aufnahmen. Zu sehen sind der Rote Riesenstern XX Triangulum mit einem gigantischen Sonnenfleck.

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