Aktive Sterne

Flecken hat nicht nur die Sonne

Von Ulf von Rauchhaupt
19.10.2020
, 19:32
Die Sonne ist ein vergleichsweise ruhiger und reinlicher Stern. Auf den meisten ihrer Artgenossen sieht es ganz anders aus.

Nur gut, dass wir von der Praxis abgekommen sind, Naturereignisse als Vorzeichen zu deuten. Wir könnten uns sonst vor Omen, guten wie bösen, heute kaum noch retten, angesichts der Ausweitung unserer Wahrnehmungmöglichkeiten durch moderne Technik. So blieb es auch ohne prophetische Folgen, als vergangenen Dezember gemeldet wurde, Betelgeuse, auch Beteigeuze geschrieben, der hellste Stern im Orion, unserem schönen Wintersternbild, habe sich verdunkelt. Spekulationen, der Rote Riesenstern könnte bald zur Supernova werden, waren eher von Vorfreude als Besorgnis geprägt. Ein Zerplatzen des Himmelsjuwels wäre die Show des Jahrtausends.

Astrophysiker hatten der Idee bald widersprochen: Kurz vor dem Knall würde solch ein Stern eher heller, aber nicht dunkler. Viele vermuteten stattdessen, Betelgeuse würde gerade von Staubschwaden verhüllt. Diese hätten sich demnach wieder verzogen, denn inzwischen leuchtet der Stern wieder wie zuvor. Im Juni allerdings erschien in den Astrophysical Journal Letters die Arbeit eines Teams um Thavisha Dharmawardena vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Sie und ihre Kollegen hatten Aufnahmen des Sterns im Submillimeter-Bereich ausgewertet, und dort war die Verdunklung ebenfalls zu sehen. Da Staub in diesem Frequenzbereich durchsichtig ist, kann er nicht die Ursache der Verdunklung sein. Eher, vermutet das Team, habe sich auf der Oberfläche Betelgeuses ein Sternfleck gebildet.

Wenn ein ferner Stern nicht ganz sauber ist

Warum auch nicht? Die Sonne ist schließlich ein Stern. Ihren entfernten Artgenossen sind Flecken freilich nicht direkt anzusehen. Hauptreihensterne, also all jene, deren primärer Kernbrennstoff noch nicht zur Neige gegangen ist, sind dafür zu klein. Allerdings lässt sich das Ausmaß ihrer Fleckigkeit in vielen Fällen durch die Analyse bestimmter Spektrallinien bestimmen. Dazu wird ausgenutzt, dass die Rotation der Sterne Lichtwellenlängen durch den sogenannten Dopplereffekt verschiebt: Licht, das von der Sternenhälfte kommt, die auf uns zu rotiert, wird zu etwas höheren Frequenzen verschoben, solches der von uns wegrotierenden Hälfte zu etwas kleinen; dadurch verbreitern sich die Spektrallinien. Dunkle, also weniger leuchtende Flecken, die sich – von uns aus gesehen – nur auf einer Seite des Sterns befinden, verursachen eine Asymmetrie in dieser Verbreiterung. „Die magnetischen Zyklen unserer Sonne könnten von außerirdischen Astronomen nachgewiesen werden“, sagt Alexander Shapiro vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen. „Solange sie nicht zu weit weg sind.“

Damit weiß man schon seit langem: Ja, auch andere Sonnen sind fleckig. Mit dem von 2009 bis 2018 aktiven Weltraumteleskop „Kepler“ konnte man bei einer großen Gruppe Sterne zudem die Lichtschwankungen von manchmal weniger als einem Zehntel Prozent nachweisen, welche die Flecken auf rotierenden Sternen verursachen. Ein Team, zu dem auch Shapiro gehörte, hatte diesen Mai in Science eine Untersuchung veröffentlicht, in der die Astronomen unter den 150 000 von Kepler beobachteten Sternen 369 identifizierten, die unserer Sonne bis in die Rotationsgeschwindigkeit hinein gleichen. Das ist die bisher größte Stichprobe solarer Doppelgänger. Wie sich herausstellte, sind die allermeisten deutlich fleckiger, also aktiver als die Sonne. Wenn man nun das kopernikanische Prinzip hochhält, wonach die Sonne doch wohl nichts Besonderes sein könne, legt dies den Gedanken nahe, dass unser Stern für gewöhnlich deutlich quirliger sein dürfte. Die gegenwärtige Phase einer vergleichsweise geringen Aktivität, die zuweilen, wie im sogenannten Maunder-Minimum, sogar noch weiter abfallen kann, dauert geochemischen Daten zufolge zwar bereits mindestens 9000 Jahre, doch könnte sie irgendwann enden, und das wäre für unsere technische Zivilisation eine ausgesprochen unerfreuliche Perspektive.

Alle jungen Sterne haben Hautprobleme

Die meisten anderen Sterne im Universum sind sowieso unruhiger als die gegenwärtige Sonne, etwa jene, die jünger sind. „Wir wissen, dass die magnetische Aktivität von Sternen mit zunehmendem Alter abnimmt“, sagt Alexander Shapiro. „Das liegt daran, dass sich ihre Rotation verlangsamt.“ Aber auch kleinere und kühlere Sterne neigen zu höherer Aktivität. Das gilt insbesondere für die M-Zwerge, auch als Rote Zwerge bekannt, und sie stellen die überwältigende Mehrheit aller Gestirne.

Gut drei Viertel aller Sterne in unserer Galaxie, der Milchstraße, sind Rote Zwerge. Aufgrund ihrer geringen Masse existieren sie sehr viel länger als die Sonne. Seit dem Urknall ist noch keinem Roten Zwerg der Brennstoff ausgegangen. Trotzdem sind ihre rotglühenden Plasmahüllen deutlich unruhiger als unsere gelbe Sonne. Sie neigen zu heftigen Strahlungsausbrüchen – das Weltraumwetter in ihrer Umgebung ist viel unfreundlicher als im Sonnensystem, sehr zum Leidwesen aller, die gerne andere hochentwickelte Lebensformen im All finden oder gar zu ihnen Kontakt aufnehmen würden. Die wüste Natur der so außerordentlich häufigen Zwergsterne verdirbt hier rein statistisch die Erfolgsaussichten. Fleckiger sind die Winzlinge damit natürlich auch: „Es gibt Schätzungen, denen zufolge die Fleckenbedeckung auf einigen M-Zwergen etwa zehn Prozent beträgt“, sagt Shapiro. Das sei das Hundertfache dessen, was Sonnenflecken von der Gesamtoberfläche unseres Gestirns höchstens bedecken.

Und doch, die Hautprobleme dieser Zwerge sind nichts gegen das, was Betelgeuse im Orion möglicherweise gerade durchmacht. Wenn Thavisha Dharmawardena und ihre Kollegen nun mit ihrer Interpretation richtig liegen, bedeckte der Superfleck dort fünfzig bis siebzig Prozent der Oberfläche, und das auf einem Stern, der so groß ist, dass er, setzte man seinen Mittelpunkt an den Ort der Sonne, fast bis zum Jupiter reichte. Allerdings ist Betelgeuse eben kein Hauptreihenstern, sondern steht kurz vor dem Exitus. Seine Hülle ist derart aufgebläht, dass man ihren Rand kaum mit der scharf begrenzten Oberfläche eines noch voll im Saft stehenden Sterns vergleichen kann. Und inzwischen ist der Superfleck ja auch wieder verschwunden. Hat er sich nur aus dem Bild gedreht und kommt einmal wieder? Dharmawardena glaubt das nicht. Betelgeuse braucht für eine Umdrehung zwischen 28 und 44 Jahren. „Der Sternfleck müsste so lange überleben“, sagt sie. „Das ist nicht etwas, das wir erwarten.“

Quelle: F.A.S.
Autorenporträt / Rauchhaupt, Ulf von (UvR)
Ulf von Rauchhaupt
Verantwortlich für das Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.
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