Magnetfeldlinien an der Oberfläche von Tau Scorpii. klicken um zu vergrößern
Unsere Sonne kann ihren Anteil an Sonneneruptionen und koronalen Massenauswürfen aussenden, ist aber im Vergleich zu anderen Sternen relativ ruhig. Ein Beispiel ist Tau Scorpii, 5-6 mal größer als die Sonne und mit bloßem Auge sichtbar. Astronomen haben entdeckt, dass es ein komplexes Netzwerk von Magnetfeldlinien hat, die seine Sonnenwinde in dünne Bögen leiten. Die Höhepunkte dieser Bögen leuchten im Röntgenspektrum hell auf.
Ein internationales Team von Astronomen hat entdeckt, dass der Stern mit bloßem Auge, Tau Scorpii, unerwartet ein komplexes Netzwerk von Magnetfeldlinien über seiner Oberfläche beherbergt.
Unsere Sonne hat ihre explosiven Fackeln und Flecken und den schnellen Wind, aber sie ist im Vergleich zu einigen ein ruhiger Stern. Sterne, die viel massereicher sind, leben schnell und sterben jung, mit blau-weißen, intensiv heißen Oberflächen, die Energie mit einer millionenfach höheren Energieemission als die Sonne abgeben. Diese Sterne sind so hell, dass allein ihr Licht ausströmende Sternwinde - bis zu einer Milliarde Mal stärker als der Sonnenwind - mit einer Geschwindigkeit von bis zu 30.000 km / s oder einem Prozent der Lichtgeschwindigkeit antreibt.
Tau Scorpii ist seit einiger Zeit dafür bekannt, Röntgenstrahlen mit ungewöhnlich hoher Geschwindigkeit zu emittieren und sich langsamer zu drehen als die meisten ansonsten ähnlichen Sterne. Das neu entdeckte Magnetfeld, vermutlich ein Relikt aus der Entstehungsphase des Sterns, erklärt in gewisser Weise beide Eigenschaften, obwohl der Mechanismus, durch den das Magnetfeld die Rotation von Tau Scorpii so stark verlangsamte, rätselhaft bleibt.
Diese Ergebnisse werden in den monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Die Prozesse, durch die heiße, massive Sterne ihre Oberflächenschichten durch ihre starken, ausströmenden Winde ausstoßen, haben einen großen Einfluss auf das langfristige Schicksal eines Sterns. Das abgelegte Material kann auch mit anderen nahe gelegenen Sternen interagieren, Materie und Energie zum umgebenden interstellaren Medium beitragen und sogar Ausbrüche neuer Sternentstehung induzieren. Heiße massive Sterne sind daher Schlüsselakteure im Leben einer Galaxie.
Ein solcher heißer Stern ist Tau Scorpii, dessen intrinsische Helligkeit so groß ist, dass er trotz seiner Entfernung von über 400 Lichtjahren mit bloßem Auge gut sichtbar ist. Tau Scorpii wiegt bis zu 15 Sonnen und ist fünf- bis sechsmal größer und heißer als unser eigener Stern. Solche massereichen Sterne sind im Vergleich zu Sternen wie der Sonne relativ selten, und Tau Scorpii ist tatsächlich einer unserer nächsten massiven Nachbarn.
Es wird angenommen, dass massive Sterne aufgrund von Überschallschocks, die in ihren ausströmenden Winden auftreten, Röntgenstrahlen aussenden. Tau Scorpii ist jedoch eine ungewöhnlich starke Röntgenquelle im Vergleich zu Sternen, die ansonsten ähnlich sind.
Der Grund für diese verstärkte Aktivität war bis zur vorliegenden Entdeckung ein Rätsel, das ergab, dass der Stern über seiner Oberfläche ein komplexes Netzwerk von Magnetfeldlinien beherbergt (siehe Bild). Laut dem Entdeckungsteam ist dieses Feld höchstwahrscheinlich ein Relikt aus der Entstehungsphase des Sterns.
Der interessanteste Aspekt ist jedoch, wie das Feld mit dem Wind interagiert und ihn dazu zwingt, entlang von Magnetfeldlinien zu fließen, wie Perlen entlang von Drähten. Windströme entlang „offener“ Magnetfeldlinien (blau dargestellt) entweichen frei dem Stern, was Windströme in magnetischen „Arkaden“ (weiß dargestellt) nicht erreichen können. Das Ergebnis ist, dass innerhalb jeder Magnetarkade Windströme von beiden Fußabdrücken auf den Schleifengipfeln miteinander kollidieren, enorm energetische Schocks erzeugen und das Windmaterial in Blobs aus röntgenstrahlemittierendem Plasma von Millionen Grad verwandeln, das an die Magnetschleifen gebunden ist .
Dieses Modell liefert eine natürliche Erklärung dafür, warum Tau Scorpii ein so intensiver Röntgenstrahler ist. Es ist jedoch noch nicht klar, wie es dem Magnetfeld gelungen ist, die Rotationsrate des Sterns auf weniger als ein Zehntel derjenigen ansonsten ähnlicher, nicht magnetischer, massereicher Sterne zu verlangsamen.
Sonnenähnliche Sterne können durch ihren magnetischen Wind verlangsamt werden, genauso wie Eisläufer beim Ausstrecken ihrer Arme heruntergedreht werden. Tau Scorpii verliert jedoch nicht schnell genug Material, um seine Rotation innerhalb seiner sehr kurzen Lebensdauer von einigen Millionen Jahren zu ändern.
Die Forscher entdeckten und untersuchten das Magnetfeld des Sterns, indem sie die winzigen, sehr spezifischen Polarisationssignale betrachteten, die Magnetfelder im Licht magnetischer Sterne induzieren. Zu diesem Zweck verwendeten sie ESPaDOnS, das mit Abstand leistungsstärkste Instrument der Welt, um diese Art von Forschung durchzuführen. Dieses neue Instrument, das derzeit am Kanada-Frankreich-Hawaii-Teleskop auf Hawaii angebracht ist, wurde speziell am Observatoire Midi-Pyrenees in Frankreich entwickelt, um Magnetfelder in anderen Sternen als der Sonne zu beobachten und zu untersuchen.
Originalquelle: AAS-Pressemitteilung
