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Rotation verrät Alter eines Sterns
Redaktion
/ Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP)
astronews.com
7. Januar 2015
Das Weltraumteleskop Kepler hat nicht nur wichtige
Beiträge zur Erforschung von extrasolaren Planeten geliefert: Jetzt stellten
Astronomen eine auf Beobachtungen mit Kepler beruhende Studie vor, die
eine genauere Bestimmung des Alters von Sternen ermöglichen soll. Eine
entscheidende Rolle dabei spielt die Rotationsperiode des Sterns.
Die Rotation von
Sternen lässt sich mithilfe von Sternflecken auch
aus großer Entfernung ermitteln - und daraus dann
auch ihr Alter. Bild:
David A. Aguilar (CfA) |
Durch die Beobachtung und Vermessung von 30 sonnenähnlichen kühlen Sternen in
dem 2,5 Milliarden Jahre alten Sternhaufen NGC 6819 ist es einem internationalen
Forscherteam um Søren Meibom vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
nun gelungen, ein neues Verfahren zur Bestimmung des Alters von Sternen auf
einen größeren Altersbereich von Sternen auszuweiten und damit die Genauigkeit
der Altersbestimmung deutlich zu verbessern.
Bei dieser als "Gyrochronologie" bezeichneten Methode schließt man aus den
Massen und Rotationsperioden auf das Alter von Sternen. Das Wort "Gyrochronologie"
ist dabei eine Wortschöpfung von Sydney Barnes vom Leibniz-Institut für
Astrophysik Potsdam (AIP), der auch an der jetzt vorgestellten Studie beteiligt
war. "Die Beziehung zwischen Masse, Rotationsgeschwindigkeit und Alter der
beobachteten Sterne ist jetzt so gut definiert, dass wir über die ersten beiden
Parameter die dritte Größe, das Sternalter, mit nur zehn Prozent Unsicherheit
bestimmen können", erläutert Barnes.
Die Rotationsgeschwindigkeit eines Sterns nimmt im Laufe der Zeit ab.
Gleichzeitig hängt sie mit der Masse des Sterns zusammen: schwere Sterne drehen
sich in der Regel schneller als kleine und masseärmere. Während dieses
grundlegende Verhalten Astronomen bekannt war, fehlte lange eine Präzisierung
der Parameterabhängigkeiten.
Die jetzt veröffentlichte Studie stellt eine enge physikalische Beziehung
zwischen Masse, Rotationsgeschwindigkeit und Alter der kühlen Sterne fest, so
dass aus Kenntnis zweier Parameter der dritte berechnet werden kann. Die
Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeiten erfolgte dabei durch die Beobachtung
von Helligkeitsveränderungen, verursacht durch Sternflecken auf der Oberfläche
der beobachteten Sterne. Ein typischer Stern verändert seine Helligkeit dabei um
weniger als ein Prozent.
Möglich wurden diese genauen Beobachtungen durch die Nutzung des Kepler-Teleskops
der NASA, das ja gerade dafür ausgelegt ist, möglichst kleine
Helligkeitsschwankungen zu registrieren. Aus diesen Helligkeitsschwankungen
wollen die Astronomen dann auf die Existenz von Planeten um die Sterne
schließen. Aber nicht jede Helligkeitsschwankung ist auf einen Planeten
zurückzuführen, weshalb weitere Beobachtungen nötig sind, bevor ein Planetenfund
mit Kepler als gesichert gelten kann.
Eine möglichst genaue Bestimmung des Alters von Sternen ist wichtig, um aus
Beobachtungen ableiten zu können, wie astronomische Phänomene sich über die Zeit
entwickeln. Auch bei der Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems kann
die Kenntnis von Sternaltern äußerst hilfreich sein. So hat die Entwicklung der
Komplexität von Leben auf der Erde sehr lange gedauert. Sterne mit ähnlichem
Alter wie die Sonne, die von Planeten umgeben sind, gelten daher als besonders
aussichtsreiche Studienobjekte.
Über ihre Studie berichten die Astronomen jetzt in der
Wissenschaftszeitschrift Nature.
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