Die Veränderung der Radialgeschwindigkeit des aktiven G8 Unterriesen EK Eridani bedingt durch die Bewegung der Sternoberfläche. Drei aufeinanderfolgende Nächte mit dem HARPS-Spektrograph am 3,6-Meter-Teleskop der ESO in La Silla zeigen die stärksten Schwingungen bei 320mHz (etwa 50 Minuten) bei einer radialen Amplitude dieser Schwingungsmode von 15 Zentimeter pro Sekunde. Bild: Thomas H. Dall/ESO
Dreißig Jahre der Photometrie von EK Eridani im visuellen Licht (oberes Feld), zusammen mit 12 Jahren gleichzeitiger V-I Farbphotometrie (unteres Feld), zeigen eine Periode von 309 Tagen. Die vertikalen Striche zeigen die 309 Tage Periode. Bild: Klaus G. Strassmeier/AIP
Ein internationales
Team von Astronomen der Europäischen Südsternwarte (ESO), der Universität von
Sydney und des Astrophysikalischen Instituts Potsdam (AIP), haben seismische
Schwingungen bei einem Stern gemessen, wie man sie auch von der Sonne kennt.
Der Stern, der mit dem HARPS-Spektrographen am 3,6-Meter-Teleskop der ESO in La
Silla in Chile beobachtet wurde, ist eine kühlere Sonne mit Flecken im
Sternbild Eridanus.
Besonders
überrascht hat die Entdecker, dass die beobachtete Schwingungsamplitude von
EK Eridani nur ein Drittel von dem beträgt, was Astronomen aus Hochrechnungen
von Sonnenmodellen eigentlich erwartet haben. Das könnte bedeuten, dass das
Sternmagnetfeld einen stark stabilisierenden Effekt auf die Form des Sterns hat.
Ist das Magnetfeld nahezu dipolförmig, werden kurzwellige Schwingungen
begünstigt. Sollte diese Erklärung zutreffen, so könnte sie tiefgreifende
Auswirkungen auf das zukünftige Verständnis von Sternstrukturen, magnetischen
Aktivitäten und möglicherweise auch auf die Sternentwicklung von kühlen
Zwergsternen wie der Sonne haben. Leider war es mit den bei der Messung
gewonnenen Daten nicht möglich, individuelle Schwingungsfrequenzen für EK
Eridani aufzulösen, so wie es die Helioseismologie bei der Sonne vermag. Die Messungen
ergaben eine Geschwindigkeitsamplitude von nur 15 Zentimeter pro Sekunde (cm/s)
für die Gesamtheit dieser Schwingungen, deren Periode rund 50 Minuten beträgt.
Gleichzeitig
zu den Messungen mit HARPS wurde EK Eridani auch mit einem robotischen, photoelektrischen
Teleskop des AIP in Arizona beobachtet. Die Analyse dieser über 30 Jahre hinweg
gewonnenen Daten brachte neue Erkenntnisse, die auf eine Veränderlichkeit der Sternhelligkeit
und damit auf eine Periode des Sternes von 309 Tagen führen. Das ist die bisher
längste bekannte photometrische Periode eines Sterns mit Flecken. Dennoch
deutet die Dipolstruktur der magnetischen Aktivität auf der Sternoberfläche an,
dass diese Periode noch verdoppelt werden muss, um die eigentliche Periode der
Oberflächenrotation zu erhalten; also 618 Tage. Zum Vergleich: Die Sonne
rotiert in nur 27 Tagen einmal um ihre Achse und oszilliert hauptsächlich mit
einer Periode um die 5 Minuten. Die kleinste (radiale)
Geschwindigkeitsamplitude, die auf der Sonnenoberfläche derzeit gemessen
werden kann beträgt etwa 1 mm/s. Obwohl EK Eridani mehr als zwanzig Mal
langsamer als die Sonne rotiert, ist er magnetisch viel aktiver als die Sonne. „Astronomen
beschäftigt dieses Rätsel bereits seit Jahren und die jüngste Entdeckung der Schwingungen
gibt einen neuen Einblick in den Dynamomechanismus, der das magnetische Feld
erzeugt“, so Prof. Dr. Klaus G. Strassmeier, Direktor des Bereichs Kosmische
Magnetfelder am AIP.
Astronomen
sind heutzutage daran gewöhnt, Sterne mit dunklen Flecken auf der Oberfläche zu
beobachten, so wie man sie von der Sonne her kennt. Sternflecken entstehen –
wie auch die Sonnenflecken – an Stellen gebündelter Magnetfelder, die die auswärts
strömende Konvektionsenergie unterdrücken und den Energiefluss zur Oberfläche
stören. Die Flecken sind daher kühler als die restliche Sternoberfläche und
erscheinen dunkel, wenn man sie beobachtet. Astronomen können heute auch Sterne
beobachten, die wie Glocken mit verschiedenen Schwingungsarten und –frequenzen
schwingen. Diese Sterne sind in der Regel massereicher als die Sonne und ihre
Schwingungen werden durch starke Konvektionsströme in den äußeren Regionen des
Sterns angeregt. Weitere Informationen: Dall, T. H., Bruntt, H., Stello, D.,
Strassmeier, K. G. ”Solar-like oscillations and magnetic activity of the slow
rotator EK Eri”, Astronomy
& Astrophysics, in Druck Kontakt: Wissenschaftler am AIP: Prof. Dr. Klaus
G. Strassmeier, Tel. +49 (0) 331 7499-295, E-Mail: kstrassmeier@aip.de
Wissenschaftler bei der ESO: Dr. Thomas H. Dall, Tel. + 49(89) 3200 60,
Pressestelle am AIP: Madleen
Köppen, Tel. 0331 7499-469, E-Mail:
ESO,
the European Southern Observatory, is the foremost intergovernmental astronomy
organisation in Europe and the world’s most
productive astronomical observatory. It is supported by 14 countries: Austria, Belgium,
the Czech Republic, Denmark, France,
Finland, Germany, Italy,
the Netherlands, Portugal, Spain,
Sweden, Switzerland and the United Kingdom.
The
Astrophysical Institute Potsdam (AIP) is a
research organization of the Leibniz-Association and is located in
Potsdam/Babelsberg at the south-western border to Berlin. About 140 personnel work on a
variety of astrophysical and astro-engineering topics. The AIP is partner of
the Large Binocular Telescope in southern Arizona.
The Sydney
Institute for Astronomy (SIfA) pursues theoretical and observational research
across a wide range of astrophysics. From the centre of the Sun to the edge of
the Universe, this program utilizes the latest technologies and techniques.
These include the School's own radio telescope, the Molonglo Observatory
Synthesis Telescope, and the Sydney
University Stellar
Interferometer which is a major element of a broad program of high resolution
optical imaging.
Das AIP beschäftigt sich vorrangig
mit kosmischen Magnetfeldern und extragalaktischer Astrophysik. Daneben wirkt
das Institut als Kompetenzzentrum bei der Entwicklung von Forschungstechnologie
in den Bereichen Spektroskopie, robotische Teleskope und E-Science. Das AIP ist
Nachfolger der 1700 gegründeten Berliner Sternwarte und des 1874 gegründeten
Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam, das sich als erstes Institut
weltweit ausdrücklich der Astrophysik widmete. Das AIP ist eine Stiftung
privaten Rechts und ein Institut der Leibniz-Gemeinschaft. Zur
Leibniz-Gemeinschaft gehören derzeit 86 Forschungsinstitute und
Serviceeinrichtungen für die Forschung sowie drei assoziierte Mitglieder, die
wissenschaftliche Fragestellungen von gesamtgesellschaftlicher Bedeutung
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