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Ein alter Zwilling unserer Sonne
von Stefan Deiters
astronews.com
29. August 2013
Astronomen haben mit dem Very Large Telescope den
250 Lichtjahre entfernten Stern HIP 102152 untersucht, der unserer Sonne
ähnlicher ist als jeder andere bekannte Stern - nur ist er fast vier Milliarden
Jahre älter. HIP 102152 erlaubt den Wissenschaftlern somit einen Blick in die
Zukunft unseres eigenen Zentralsterns und liefert Hinweise auf die Entwicklung
sonnenähnlicher Sterne.
Ein alter Zwilling der Sonne: der Stern HIP
102152.
Bild: ESO / Digitized Sky Survey 2 /
Davide De Martin |
Unsere Sonne ist der am besten erforschte Stern überhaupt: Seit vielen
Hundert Jahren beobachten Astronomen unser Zentralgestirn, können dabei
allerdings nur etwas über den heutigen Zustand unserer Sonne lernen - über die
Vergangenheit dieses 4,6 Milliarden Jahre alten Objektes oder seine Zukunft
verraten die Beobachtungen zunächst wenig.
Zwar gibt es Modelle, die sich mit der Entwicklung unserer Sonne
beschäftigen, doch um diese zu verifizieren, bedarf es anderer Sterne, die der
Sonne möglichst ähnlich sind und die sich gerade in einem anderen
Entwicklungsstadium befinden.
Jetzt haben Astronomen mithilfe des Very Large Telescope (VLT) der
europäischen Südsternwarte ESO einen Stern entdeckt, der unserer Sonne
verblüffend ähnlich und doch fast vier Milliarden Jahre älter ist: HIP 102152.
"Jahrzehntelang haben Astronomen nach Zwillingen der Sonne gesucht, um unseren
lebensspendenden Stern besser zu verstehen", erläutert Jorge Melendez von der
brasilianischen Universidade de São Paulo, der die Untersuchung
leitete. "Seit der Entdeckung des ersten Zwillings 1997 wurden nur sehr wenige
weitere entdeckt. Jetzt haben wir dank des VLT Spektren von extrem hoher
Qualität und können diese Zwillinge der Sonne genau untersuchen, um so
herauszufinden, ob die Sonne irgendwie besonders ist."
Die Astronomen haben mit dem Spektrographen UVES des VLT auf dem Gipfel des
Paranal in Chile die Sterne 18 Scorpii und HIP 102152 beobachtet. Von 18 Scorpii
wusste man, dass er jünger als unsere Sonne ist, während man HIP 102152 für
älter hielt. Durch die Aufnahme von Spektren können Astronomen viel über die
chemische Zusammensetzung eines Sterns und andere Eigenschaften lernen.
Es stellte sich heraus, dass HIP 102152 nicht nur älter als unsere Sonne,
sondern mit 8,2 Milliarden Jahren sogar der älteste "solare Zwilling" überhaupt
ist. Unser Zentralstern hat ein Alter von 4,6 Milliarden Jahren. 18 Scorpii war
mit 2,9 Milliarden Jahren tatsächlich jünger als die Sonne.
Besonders die Untersuchung von HIP 102152 faszinierte die Astronomen, bot der
Stern doch einen direkten Blick in die Zukunft unserer Sonne: "Eine Frage, die
uns besonders interessiert hat war, ob die Zusammensetzung unserer Sonne typisch
ist oder nicht", erklärt Melendez. "Noch wichtiger: Warum ist der Gehalt an
Lithium in unserer Sonne so gering?"
Lithium ist das dritte Element im Periodensystem der Elemente und entstand zu
Beginn des Universums zusammen mit Wasserstoff und Helium. Seit Jahren fragen
sich Astronomen warum einige Sterne einen geringeren Lithiumgehalt aufweisen als
andere. Die Beobachtungen von HIP 102152 lieferten nun einen Hinweis auf eine
mögliche Erklärung, zeigten sie doch einen Zusammenhang zwischen dem Alter eines
sonnenähnlichen Sterns und seinem Lithiumgehalt.
Unsere Sonne verfügt gegenwärtig noch über etwa ein Prozent des Lithiums, das
in dem Material vorhanden war, aus dem die Sonne sich einmal gebildet hat.
Jüngere "solare Zwillinge" verfügen über deutlich mehr Lithium, doch fehlten
bislang weitere Messwerte, um eine eindeutige Verbindung zwischen Alter und
Lithiumgehalt herstellen zu können.
"Wir haben festgestellt, dass HIP 102152 einen extrem niedrigen Lithiumgehalt
hat. Das zeigt erstmals, dass ältere solare Zwillinge tatsächlich über weniger
Lithium verfügen als unsere Sonne", so TalaWanda Monroe von der Universidade
de São Paulo. "Wir können nun sicher sagen, dass Sterne mit zunehmendem
Alter ihr Lithium zerstören und dass der Lithiumgehalt der Sonne normal für ihr
Alter ist."
Die Astronomen sind sich allerdings noch nicht sicher, welcher Prozess dafür
verantwortlich ist. Es gibt jedoch verschiedene Modelle, die erklären, wie
Lithium von der Oberfläche in tiefere Schichten eines Sterns transportiert und
dort zerstört werden kann.
Bei HIP 102152 machten die Astronomen noch eine weitere interessante
Entdeckung: Offenbar unterscheidet sich die chemische Zusammensetzung des Sterns
leicht von der der meisten anderen bekannten "solaren Zwillinge" und ähnelt
damit noch mehr der unserer Sonne. Beide Sterne verfügen nämlich über einen
geringeren Anteil von den Elementen, die man vorwiegend in Meteoriten und auf
der Erde findet. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass es auch um HIP 102152
Gesteinsplaneten gibt.
Untersuchungen mit dem Instrument HARPS, mit dem bereits unzählige
extrasolare Planeten entdeckt wurden, ergaben zudem, dass in der habitablen Zone
um HIP 102152, also in jedem Bereich, in dem Wasser theoretisch in seiner
flüssigen Form vorkommen könnte, keine Gasplaneten existieren. Dies würde
bedeuten, dass Gesteinsplaneten hier auf stabilen Bahnen um HIP 102152 kreisen
könnten, ohne von Gasriesen gestört zu werden.
Die Astronomen berichten über ihre Untersuchungen in einem Fachartikel in der
Zeitschrift Astrophysical Journal Letters.
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