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Astronomen haben herausgefunden, dass ein nahegelegener Stern, der in vielerlei Hinsicht der Sonne ähnelt, tatsächlich eine beispiellose Seltsamkeit ist.
Der überraschende Stern ist V889 Herculis, der 115 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Herkules liegt. Dieser junge sonnenähnliche Stern dreht sich auf eine Weise, die Astronomen noch nie zuvor beobachtet haben, und könnte unser Modell der Sternrotation in Frage stellen, das Wissenschaftler für gut verstanden hielten.
Sterne sind bewegliche Kugeln aus überhitztem Gas oder Plasma, was bedeutet, dass sie nicht wie feste Körper rotieren. Im Gegenteil, sie weisen eine unterschiedliche Rotation auf; Manche Schichten bewegen sich mit einer anderen Geschwindigkeit als andere. Beispielsweise dreht sich die Sonne am Äquator schneller, in höheren Breiten langsamer und an ihren Polen langsamer.
V889 Herculis hingegen dreht sich auf einem Breitengrad von etwa 40 Grad schneller. Seine Pole drehen sich erwartungsgemäß langsamer, aber auch sein Äquator dreht sich langsamer, was selbst in spekulativen Computersimulationen nicht vorhergesagt wird. Als 50 Millionen Jahre alter Stern könnte V889 Herculis uns viel über die Entwicklung unserer 4,6 Milliarden Jahre alten Sonne erzählen, sagten die Forscher.
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„Wir haben eine neu entwickelte statistische Technik auf Daten eines bekannten Sterns angewendet, der seit Jahren an der Universität Helsinki untersucht wird“, sagte Teamkoordinator Mikko Tuomi in einer Erklärung.
„Wir hatten nicht erwartet, solche Anomalien in der Sternrotation zu beobachten“, fügte Tuomi hinzu. „Die Anomalien im Rotationsprofil von V889 Herculis weisen darauf hin, dass unser Verständnis der Sterndynamik und der magnetischen Dynamos unzureichend ist. »
Dynamik eines Exzentrikers
Das Verständnis der Rotation von Sternen ist aus vielen Gründen wichtig. Es kann nicht nur Aufschluss über die Entwicklung von Sternen geben, sondern robuste Rotationsmodelle können auch dabei helfen, aktivitätsbedingte Effekte wie Sonnenflecken, koronale Massenauswürfe (CMEs) und Sonneneruptionen auf unserer eigenen Sonne vorherzusagen.
Die Rotation von Sternen ist aufgrund der in ihrem Inneren ablaufenden dynamischen Prozesse schwer zu verstehen. Sterne existieren in einem feinen Gleichgewicht zwischen dem nach innen gerichteten Druck ihrer eigenen Schwerkraft und dem nach außen gerichteten Druck der in ihren Kernen erzeugten Energie. Die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium im Kern eines Sterns erzeugt diese Energie und Wärme. Letztere wird durch den Aufstieg von erhitztem Plasma und den Abfall von gekühltem Plasma durch den Stern transportiert, ein Prozess, der Konvektion genannt wird. Konvektion trägt zur unterschiedlichen Rotation eines Sterns bei, indem sie die lokalen Rotationsraten beeinflusst.
Bei der unterschiedlichen Rotation spielen noch andere Faktoren eine Rolle, etwa die Masse eines Sterns, sein Alter, seine Zusammensetzung, seine Rotationsperiode (die Zeit, die für eine vollständige Umdrehung benötigt wird) und sogar sein Magnetfeld.
„Die unterschiedliche Rotation von Sternen ist ein entscheidender Faktor, der sich auf die magnetische Aktivität von Sternen auswirkt“, sagte Thomas Hackman, ein Astronom an der Universität Helsinki, in derselben Erklärung. „Die von uns entwickelte Methode öffnet ein neues Fenster in das Innenleben anderer Sterne. »
Das Team nutzte seine Modellierungsmethode und 30 Jahre Beobachtungen am Fairborn Observatory in Arizona, um das Rotationsprofil von V889 Herculis und einem weiteren nahegelegenen jungen Stern, LQ Hydrae, zu bestimmen, der sich etwa 60 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Hydra befindet. Der letztgenannte Stern, ebenfalls etwa 50 Millionen Jahre alt, dreht sich wie von Astronomen erwartet, ähnlich wie die Rotation der Sonne.
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Tuomi dankte dem leitenden Astronomen Gregory Henry von der Tennessee State University für die Beobachtungen, die zum Testen ihres Modells verwendet wurden, und für seine Hilfe bei der Entdeckung dieses schockierenden Sterns.
„Seit vielen Jahren ist Gregs Projekt äußerst nützlich für das Verständnis des Verhaltens naher Sterne. Ob es darum geht, die Rotation und Eigenschaften junger aktiver Sterne zu untersuchen oder die Natur von Sternen mit Planeten zu verstehen, die Beobachtungen des Fairborn Observatory waren absolut entscheidend“, schließt Tuomi. „Es ist erstaunlich, dass wir auch im Zeitalter großer Weltraumobservatorien mit kleinen bodengestützten 40-Zentimeter-Teleskopen grundlegende Informationen über die Sternastrophysik gewinnen können.“ »
Die Forschung des Teams wurde zur Veröffentlichung in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics angenommen.