Bildnachweis: ESA
Seit Jahren fragen sich Astronomen, ob sonnenähnliche Sterne periodische Zyklen verstärkter Röntgenaktivität durchlaufen, wie sie häufig zu Problemen bei Telefon- und Stromleitungen hier auf der Erde führen.
Das Röntgenobservatorium der ESA, XMM-Newton, hat nun erstmals ein zyklisches Verhalten der Röntgenstrahlung eines sonnenähnlichen Sterns festgestellt. Diese Entdeckung kann Wissenschaftlern helfen, zu verstehen, wie Sterne die Entwicklung des Lebens auf ihren Planeten beeinflussen.
Seit Galileo 1610 Sonnenflecken entdeckte, haben Astronomen ihre Anzahl, Größe und Position auf der Sonnenscheibe gemessen. Sonnenflecken sind relativ kühlere Bereiche auf der Sonne, die als dunkle Flecken beobachtet werden. Ihre Zahl steigt und fällt mit dem Aktivitätsniveau der Sonne in einem Zyklus von etwa 11 Jahren.
Wenn die Sonne sehr aktiv ist, treten großräumige Phänomene auf, wie z. B. die vom Sonnenobservatorium SOHO der ESA / NASA beobachteten Fackeln und koronalen Massenauswürfe. Diese Ereignisse setzen eine große Menge an Energie und geladenen Teilchen frei, die auf die Erde treffen und starke magnetische Stürme verursachen können, die die Funkkommunikation, die Stromverteilungsleitungen und sogar unser Wetter und Klima beeinträchtigen.
Während des Sonnenzyklus variiert die Röntgenemission der Sonne um einen großen Betrag (etwa um den Faktor 100) und ist am stärksten, wenn der Zyklus seinen Höhepunkt erreicht und die Oberfläche der Sonne von der größten Anzahl von Punkten bedeckt ist.
Das Röntgenobservatorium der ESA, XMM-Newton, hat nun erstmals gezeigt, dass dieses zyklische Röntgenverhalten auch anderen Sternen gemeinsam ist. Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Fabio Favata vom Europäischen Weltraumforschungs- und Technologiezentrum der ESA in den Niederlanden hat seit Beginn der XMM-Newton-Mission im Jahr 2000 eine kleine Anzahl von Sternen vom Solartyp überwacht. Die Röntgenhelligkeit von HD 81809, ein 90 Lichtjahre entfernter Stern im Sternbild Hydra (die Wasserschlange), hat sich in den letzten zweieinhalb Jahren mehr als zehnmal verändert und Mitte 2002 einen genau definierten Höhepunkt erreicht.
Der Stern hat die für den Sonnenzyklus typische charakteristische Röntgenmodulation (Aufhellen und Dimmen) gezeigt. "Dies ist das erste klare Zeichen für ein zyklisches Muster bei der Röntgenemission anderer Sterne als der Sonne", sagte Favata. Darüber hinaus zeigen die Daten, dass diese Variationen mit dem Sternfleckenzyklus synchronisiert sind. Wenn sich HD 81809 wie die Sonne verhält, kann die Röntgenhelligkeit über einige Jahre um den Faktor 100 variieren. "Wir haben HD 81809 möglicherweise zu Beginn eines Röntgenaktivitätszyklus gefangen", fügte Favata hinzu.
Die Existenz von Sternfleckenzyklen auf anderen Sternen war dank Beobachtungen, die in den 1950er Jahren begannen, bereits vor langer Zeit nachgewiesen worden. Die Wissenschaftler wussten jedoch nicht, ob die Röntgenstrahlung auch mit der Anzahl der Sternflecken variieren würde. XMM-Newton von der ESA hat nun gezeigt, dass dies tatsächlich der Fall ist und dass dieses zyklische Röntgenmuster nicht nur für die Sonne typisch ist. "Dies deutet darauf hin, dass das Verhalten unserer Sonne wahrscheinlich nichts Außergewöhnliches ist", sagte Favata.
Neben dem Interesse für Wissenschaftler kann das zyklische Verhalten der Sonne einen Einfluss auf alle Menschen auf der Erde haben. Es ist bekannt, dass unser Klima erheblich von der energiereichen Strahlung der Sonne beeinflusst wird. Zum Beispiel entsprach ein vorübergehendes Verschwinden des Sonnenzyklus im 18. Jahrhundert einer außergewöhnlich kalten Zeit auf der Erde. In ähnlicher Weise hat diese energiereiche Strahlung in den frühen Lebensphasen eines Planeten einen starken Einfluss auf die Bedingungen der Atmosphäre und damit möglicherweise auf die Entwicklung des Lebens.
Wenn Wissenschaftler herausfinden, ob der Röntgenzyklus der Sonne bei anderen solaren Sternen und insbesondere bei solchen, die potenzielle felsige Planeten beherbergen, häufig vorkommt, können sie dringend benötigte Hinweise darauf erhalten, ob und wo andere Lebensformen außerhalb des Sonnensystems existieren könnten. Wenn wir verstehen, wie typisch und langlebig das Sonnenverhalten ist, erfahren wir mehr über die Entwicklung des Klimas auf der Erde.
Weitere Beobachtungen von HD 81809 und anderen ähnlichen Sternen sind bereits mit XMM-Newton geplant. Sie ermöglichen es Astronomen zu untersuchen, ob die in der Sonne beobachteten großen Modulationen der Röntgenhelligkeit tatsächlich die Norm für Sterne dieser Art sind. Wenn Wissenschaftler verstehen, wie sich andere solarähnliche Sterne im Allgemeinen verhalten, erhalten sie einen besseren Einblick in die Vergangenheit und Zukunft unserer eigenen Sonne.
Originalquelle: ESA-Pressemitteilung
