Eine künstlerische Visualisierung einiger Flecken auf dem Roten Riesen XX Trianguli (Bildnachweis: Viktor Varga & Ádám Radványi (Moholy-Nagy Universität für Kunst und Design, Budapest))
Sonnenflecken, d. h. vorübergehend verdunkelte Bereiche auf der Sonnenoberfläche, sind das Ergebnis starker Magnetfelder, die durch die Bewegung von Materialien im Inneren der Sonne entstehen. Mit anderen Worten, sie können uns indirekt Auskunft darüber geben, was im Inneren unseres Heimatsterns vor sich geht. Wichtig ist auch, dass diese Flecken nicht nur bei der Sonne auftreten – Astronomen haben dieses Verhalten bei einer Reihe von Sternen in unserer galaktischen Umgebung beobachtet. Diese sind allgemeiner als Sternflecken bekannt und können uns ebenfalls etwas über das Innere ihrer jeweiligen Sterne verraten.
Sonnenflecken im Allgemeinen können Tage bis Monate dauern und über die Oberfläche ihres Sterns wandern. Die Beobachtung des Verhaltens von Sonnenflecken auf der Sonne ist wichtig, weil eine erhöhte Sonnenfleckenaktivität mit einer verstärkten Emission geladener Teilchen von der Sonne einhergeht – und diese Aktivität kann drastische Folgen für unsere Technologie auf der Erde haben.
Dankenswerterweise verläuft die Sonnenfleckenaktivität unserer Sonne in einem ungefähren 11-Jahres-Zyklus, so dass wir einen gewissen Anhaltspunkt haben, wann wir dieses Sonnenwetter erwarten können. Kürzlich haben Astronomen jedoch die Sternfleckenaktivität eines roten Riesensterns namens XX Trianguli beobachtet, und das unregelmäßige Verhalten seiner Sternflecken deutet darauf hin, dass sein Inneres eine viel chaotischere Dynamik aufweist als das unseres eigenen Sterns
Forscher des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) und des HUN-REN-Forschungszentrums für Astronomie und Geowissenschaften (HUN-REN RCAES) analysierten über 2.000 hochauflösende Spektren, die über 16 Jahre mit dem STELLA-Roboterteleskop des AIP auf Teneriffa gesammelt wurden. Dieser Datenschatz ermöglichte es den Forschern, 99 Zeitreihenbilder zu rekonstruieren, die die Entwicklung der Sternflecken auf der Oberfläche von XX Trianguli von 2006 bis 2022 zeigen.
Ein zentrales Ergebnis der Forschung war, dass die Oberflächenveränderungen der Sternflecken auf XX Trianguli nicht den sonnenähnlichen magnetischen Zyklen folgen, was nach Ansicht der Autoren wahrscheinlich auf die nichtperiodische Natur des Sterndynamos zurückzuführen ist – die Bewegung von leitenden Materialien im Inneren des Sterns. Anders als bei der Sonne ist der Dynamo von XX Trianguli höchstwahrscheinlich chaotisch.
„Sonnenflecken sind die bekanntesten Manifestationen der magnetischen Aktivität der Sonne, die zusammen mit vielen anderen Phänomenen, wie Sonneneruptionen oder dem Sonnenzyklus, mit dem Dynamomechanismus im Inneren der Sonne in Verbindung gebracht werden können“, erklärte Mitautor Zsolt Kővári in einer Erklärung.
„Die großen Helligkeitsschwankungen des Roten Riesen XX Tri wurden schon früher beobachtet, so dass auch bekannt war, dass die Schwankungen durch dunkle Flecken verursacht werden, die bei der 24-tägigen Rotation des Sterns um seine Achse auftauchen und wieder verschwinden. Diese Flecken sind sogar größer als die gesamte Oberfläche unserer Sonne – weshalb XX Tri auch als „der fleckigste Stern am Himmel“ bezeichnet wird, so Kővári.
Die Studie war auch die erste, die zeigte, wie extrem große Sternflecken eine kleine Verschiebung der Position eines Sterns am Himmel verursachen können. Während das Photozentrum (Lichtzentrum) eines gleichmäßigen (ungefleckten) Sterns dort erscheint, wo sich sein geometrischer Mittelpunkt befindet, können riesige Sternflecken das Photozentrum in die entgegengesetzte Richtung seiner Sternflecken abstoßen.
Bei XX Trianguli, der 630 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, kann sich das Photozentrum der Sternscheibe um bis zu 10 % des Radius des Sterns relativ zu seinem geometrischen Zentrum verschieben, was zu einer Verschiebung der scheinbaren Position des Sterns am Himmel um 24 Mikrobogensekunden führt (das entspricht dem Durchmesser eines Haares in einer Entfernung von 1.000 Kilometern oder 621 Meilen). Das klingt zwar winzig, aber solche kleinen Abweichungen können sich über große intergalaktische Entfernungen auswirken.
Die Studie wird Astrophysikern helfen, das Verhalten von Sternflecken und die innere Dynamik, die sie antreibt, zu verstehen, aber sie ist auch ein Grund, dankbar zu sein, dass wir einen Stern umkreisen, dessen Aktivität größtenteils vorhersehbar ist.
Die Studie wurde am 4. Dezember in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
