Die Wissenschaft des Spin-Asteroseismologen bestätigt, dass ältere Sterne schneller als erwartet rotieren

Sterne drehen sich schneller als erwartet, wenn sie älter werden. Dies geht aus einer neuen Studie hervor, die von Wissenschaftlern der Universität Birmingham durchgeführt wurde und die Asteroseismologie verwendet, um ein neues Licht auf diese aufkommende Theorie zu werfen.

Alle Sterne, wie die Sonne, werden spinnend geboren. Wenn sie älter werden, verlangsamt sich ihr Spin aufgrund magnetischer Winde in einem Prozess, der als “magnetisches Bremsen” bezeichnet wird. Die 2016 von Wissenschaftlern der Carnegie Observatories veröffentlichten Forschungsergebnisse lieferten die ersten Hinweise darauf, dass sich Sterne in einem ähnlichen Lebensabschnitt wie die Sonne schneller drehten als die vorhergesagten Theorien zum magnetischen Bremsen. Die Ergebnisse dieser Studie basierten auf einer Methode, mit der Wissenschaftler dunkle Flecken auf der Oberfläche von Sternen lokalisieren und sie verfolgen, während sie sich mit dem Spin der Sterne bewegen. Während sich die Methode zur Messung des Spins in jüngeren Sternen als robust erwiesen hat, haben ältere Sterne weniger Sternflecken, was die Auswirkungen dieser “geschwächten” magnetischen Bremsung auf diese Sterne schwer zu bestätigen gemacht hat.

In einer neuen Studie, veröffentlicht in Naturastronomie, Forscher an der Universität von Birmingham verwendeten einen anderen Ansatz, um zu bestätigen, dass ältere Sterne tatsächlich schneller als erwartet zu rotieren scheinen. Das Team berechnete mithilfe der Asteroseismologie, wie sich der Stern dreht. Dieses relativ neue Forschungsgebiet ermöglicht es Wissenschaftlern, die Schwingungen zu messen, die durch im Stern eingeschlossene Schallwellen verursacht werden. Durch Messung der unterschiedlichen Eigenschaften dieser Wellen können sie unterschiedliche Eigenschaften von Sternen wie Größe oder Alter erkennen.

In dieser Studie hat das Team die Moden oder Frequenzen der Schallwellen gemessen, die durch die Schwingung des Sterns erzeugt werden. Während sich der Stern dreht, teilen sich diese Modi in verschiedene Frequenzen auf. Dies kann man sich vorstellen, sagt der Autor, als das Geräusch von zwei Krankenwagen auf einem Kreisverkehr stillstand, verglichen mit dem Fahren im Kreis. Durch Messung dieser Frequenzen ist es möglich, die Spinrate auf eine Weise zu berechnen, die sowohl für junge als auch für alte Sterne möglich ist.

Der Hauptautor des Papiers, Dr. Oliver Hall, sagte: “Obwohl wir seit einiger Zeit den Verdacht haben, dass ältere Sterne schneller rotieren als die Theorien der magnetischen Bremse vorhersagen, sind diese neuen asteroseismischen Daten die überzeugendsten, die bisher gezeigt haben, dass diese magnetische Bremsung geschwächt ist.” “ist tatsächlich der Fall. Modelle, die auf jungen Sternen basieren, legen nahe, dass die Änderung des Spin eines Sterns während seiner gesamten Lebensdauer konsistent ist, was sich von dem unterscheidet, was wir in diesen neuen Daten sehen.”

Ein Aspekt, von dem die Forscher glauben, dass er der Schlüssel zur Änderung des Impulsverlusts sein könnte, sind Änderungen des Magnetfelds des Sterns. Das Verständnis, wie das Magnetfeld mit der Rotation interagiert, wird ein wichtiger Bereich zukünftiger Studien sein und wird von den Autoren des Papiers bearbeitet.

Die Ergebnisse könnten auch Aufschluss über die Aktivitäten unseres eigenen Sterns in den nächsten Milliarden Jahren geben, erklärt Co-Autor Dr. Guy Davies: “Diese neuen Erkenntnisse zeigen, dass wir noch viel über die Zukunft unserer eigenen Sonne lernen müssen andere Sterne. Diese Arbeit hilft dabei, in die richtige Perspektive zu rücken, ob wir in Zukunft eine verringerte Sonnenaktivität und schädliches Weltraumwetter erwarten können oder nicht. Um diese Fragen zu beantworten, benötigen wir bessere Modelle der Sonnenrotation, und diese Arbeit unternimmt einen wichtigen Schritt zur Verbesserung der Modelle und Bereitstellung der zum Testen erforderlichen Daten. ”