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Astronomie

Stellare Ausbrüche verfehlen Exoplaneten

Bei Roten Zwergsternen treten die Strahlungsausbrüche offenbar eher nicht in der äquatorialen Zone auf wie bei unserer Sonne. (Künstlerische Darstellung: AIP/ J. Fohlmeister)

Viele Sterne könnten lebensfreundlicher sein als bisher gedacht: Die potenziell zerstörerischen Strahlungsausbrüche der Roten Zwergsterne treten eher in ihren Polbereichen auf und verfehlen dadurch die meist äquatorial kreisenden Planeten, geht aus einer Studie hervor. So könnten die fernen Welten häufiger eine Atmosphäre besitzen als bisher vermutet und somit auch eher Bedingungen für die Entwicklung von Leben bieten, sagen die Astronomen.

Die meisten Sterne unserer Galaxie gehören zu dieser Kategorie und viele besitzen nachweislich auch ein Planetensystem. Doch inwieweit Planeten um Rote Zwerge lebensfreundliche Merkmale besitzen können, die denen unserer Erde ähneln, gilt als fraglich. Denn obwohl diese Sterne kleiner und lichtschwächer als unsere Sonne sind, sind sie deutlich „rabiater“: Rote Zwerge traktieren ihre Umgebung vergleichsweise häufig mit intensiven Strahlungsausbrüchen. Diese sogenannten Flares sind Explosionen in den Atmosphären von Sternen, die intensive elektromagnetische Strahlung in den Weltraum schleudern. Heftige Ausbrüche sind dabei mit der Aussendung von energiereichen Teilchen verbunden, die eine zerstörerische Wirkung entfalten können. Man geht davon aus, dass Superflares die Atmosphären von Planeten mit der Zeit regelrecht wegblasen können.

Vermeintliche „Giftzwerge“ im Visier

Dieser aus Sicht der Astrobiologie „problematischen“ Aktivität der Roten Zwerge hat nun ein internationales Astronomenteam eine Studie gewidmet. Die Wissenschaftler nutzten dazu optische sowie zeitaufgelöste Beobachtungen des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA. Sie suchten in den Datenarchiven zunächst nach Sternen, die sich für ihre Untersuchung besonders eigneten, indem sie die Lichtkurven von über 3000 Roten Zwergen auswerteten. Sie entdeckten dabei vier besonders langanhaltende Flares, die sich für die geografische Zuordnung besonders eigneten: Die Forscher nutzen bei ihrer Methode die genaue Form der Lichtkurve jedes Sterns, um den Breitengrad der Entstehungsregionen zu bestimmen.

Aus ihren Datenanalysen ging hervor: Alle vier Flares traten oberhalb von etwa 55 Grad geografischer Breite auf. Dies legt nahe, dass die Eruptionen bei den Roten Zwergen typischerweise viel näher an den Polen auftreten als bei unserer Sonne, deren Flares sich normalerweise unterhalb von 30 Grad Breite bilden. Wie die Astronomen betonen, ist auch schon der Befund bei nur vier Flares aussagekräftig: Wären sie gleichmäßig über die Sternoberfläche verteilt, würde die Wahrscheinlichkeit, gleich vier von ihnen in solch hohen Breitengraden zu finden, bei 1 zu 1000 liegen, erklärt das Team.

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Mehr Potenzial für Leben

„Wir haben somit belegt, dass extrem große Flares von Roten Zwergen nicht an ihrem Äquator zünden, wie es bei der Sonne typischerweise der Fall ist“, resümiert Erstautorin Ekaterina Ilin vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam. „Exoplaneten, die sich auf einer Bahn in der Ebene um den Äquator des Sterns bewegen, so wie die Planeten in unserem eigenen Sonnensystem, könnten daher weitgehend vor solchen Superflares geschützt sein, da diese nach oben oder unten aus dem Exoplanetensystem heraus gerichtet sind. Dies könnte die Aussichten für die Habitabilität von Exoplaneten um kleine Rote Zwerge verbessern. Sie wären sonst durch die energetische Strahlung und Teilchen, die mit den Flares einhergehen, viel stärker gefährdet als die Planeten in unserem Sonnensystem“, so Ilin.

Darüber hinaus, werfen die Ergebnisse nun auch neues Licht auf die Merkmale der Magnetfelder der Roten Zwergsterne, sagen die Wissenschaftler: Denn die Entdeckung dieser polaren Flares ist ein weiterer Hinweis darauf, dass sich in der Nähe der Rotationspole von schnell rotierenden Sternen starke und dynamische Konzentrationen stellarer Magnetfelder bilden, die sich als dunkle Flecken und Flares manifestieren können. „Die Ergebnisse verraten uns etwas Wichtiges darüber, wie diese kleinen, typischerweise jungen Sterne Magnetfelder erzeugen, die viel stärker sind als die unserer Sonne“, sagt James Davenport von der University of Washington. „Das hat enorme Auswirkungen darauf, wie wir über die Planeten denken, die sie umkreisen“, so der Wissenschaftler.

Quelle: Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, University of Washington. Fachartikel: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, doi: 10.1093/mnras/stab2159

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