Sonnenartige Schwingungen in anderen Sternen

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Den offenen Sternhaufen der Hyaden im Sternbild Stier, einer der nächstgelegenen Sternhaufen, untersuchten Astronomen mit K2, dem überholten Kepler-Weltraum-Teleskop, sonnenähnliche Oszillationen bei zwei Sternen in diesem Haufen und nutzten die Oszillationen, um deren stellare Eigenschaften zu erhalten. APOD; Jerry Lodriguss

Unsere Sonne schwingt auf Grund von Druckwellen, die in den oberen Schichten (Schichten, die von konvektiven Gasbewegungen dominiert werden) durch Turbulenz erzeugt werden. Helioseismologie nennt man die Untersuchung dieser Schwingungen, die Licht auf die Vorgänge im Inneren der Sonne werfen können. Astronomen messen oft Helligkeitsänderungen bei anderen Sternen, bei denen physikalische Prozesse für die Änderungen verantwortlich sind. Ein Beispiel sind die Cepheiden, die dazu genutzt werden, die kosmische Entfernungsleiter zu eichen. Aber es ist viel schwieriger, in Sternen sonnenähnliche Schwingungen zu messen, die durch Konvektion nahe der Sternoberfläche („Astroseismologie“) angetrieben werden. Offene Sternhaufen sind gut verstanden und liefern Bezugsgrößen zur Untersuchung der Sternentwicklung, Sternrotation, Sternmassen sowie Sternalter und vieler anderer Eigenschaften und die Astroseismologie würde eine hochgeschätzte Ergänzung zur unabhängigen Bestimmung der Massen und des Alters von Haufenmitgliedern sein. Doch sind Astronomen nicht in der Lage gewesen, solche Messungen an Hauptreihensternen in einem offenen Haufen durchzuführen – bis jetzt.

Die Astronomen Dave Latham, Allyson Bieryla und Bob Stefanik vom CfA gehörten zu einem Team, das mit K2, dem instand gesetzten Kepler-Weltraum-Teleskop, diese Art von Änderungen an Hauptreihensternen erfolgreich beobachtete. Kepler wurde entwickelt, um nach Transits von Exoplaneten durch ständiges und genaues Beobachten der Helligkeit eines Sterns zu suchen. K2 beobachtete die Sterne in den ungefähr 155 Lichtjahren entfernten Hyaden und nahm für drei Monate etwa jede Minute eine Helligkeitsmessung vor. Das Team entdeckte kleine Helligkeitsschwankungen über viele Zeitskalen hinweg, aber bei zwei Sternen, die ein klein wenig größer als die Sonne sind, entdeckten sie Schwankungen in der Größenordnung von etwa zehn Minuten, die besonders ausgeprägt waren, ein Hinweis auf sonnenähnliche Oszillationen – die ersten je gemachten Entdeckungen dieser Art. Da die Hyaden ein wichtiger, durchschnittlicher Haufen sind, hatte das Team dessen Sterne bereits für mehr als 35 Jahre überwacht und wußte, daß es sich in beiden Fällen um Einzelsterne handelt. Die Wissenschaftler folgerten unter anderem, daß diese Sterne sehr schnell rotieren (jeder in weniger als zwei Tagen; die Sonne dreht sich in 26.2 Tagen einmal um sich selbst); dies kennzeichnet sie als jünger und auch in anderer Hinsicht von der älteren, langsamer rotierenden Sternpopulation in dem Haufen als recht verschieden. Die neuen Resultate zeigen, welchen Beitrag die Astroseismologie zur Untersuchung offener Sternhaufen leisten kann und das Team plant, diese Arbeit mit zukünftigen K2-Beobachtungen fortzusetzen.

Literatur:

„Asteroseismology of the Hyades with K2: First Detection of Main-Sequence Solar-Like Oscillations in an Open Cluster“

Mikkel N. Lund, Sarbani Basu, Vıctor Silva Aguirre, William J. Chaplin, Aldo M. Serenelli, Rafael A. Garcıa, David W. Latham, Luca Casagrande, Allyson Bieryla, Guy R. Davies, Lucas S. Viani, Lars A. Buchhave, Andrea Miglio, David R. Soderblom, Jeff A. Valenti, Robert P. Stefanik, and Rasmus Handberg

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 463, 2600–2611 (2016)