Der Swift-Satellit der NASA hat eine der mächtigsten Sternfackeln entdeckt, die jemals gesehen wurden. Der aufflammende Stern II Pegasi hat einen hervorragenden Begleiter in einer sehr engen Umlaufbahn. Ihre Wechselwirkung hat dazu geführt, dass sich die gezeitengesperrten Sterne sehr schnell drehen. Es ist diese schnelle Rotation, die zu starken Sternfackeln führt.
Wissenschaftler, die den Swift-Satelliten der NASA verwenden, haben eine Sternfackel auf einem nahe gelegenen Stern entdeckt, der so stark ist, dass er, wenn er von unserer Sonne stammt, ein Massensterben auf der Erde ausgelöst hätte. Die Fackel war vielleicht die energiereichste magnetische Sternexplosion, die jemals entdeckt wurde.
Die Fackel wurde im Dezember 2005 auf einem Stern gesehen, der etwas weniger massereich als die Sonne ist, in einem Zwei-Sterne-System namens II Pegasi im Sternbild Pegasus. Es war ungefähr hundert Millionen Mal energiereicher als die typische Sonneneruption der Sonne und setzte Energie frei, die ungefähr 50 Millionen Billionen Atombomben entspricht.
Glücklicherweise ist unsere Sonne jetzt ein stabiler Stern, der keine so starken Fackeln erzeugt. Und II Pegasi befindet sich in sicherer Entfernung von etwa 135 Lichtjahren von der Erde.
Bei der Entdeckung dieser brillanten Fackel erhielten die Wissenschaftler jedoch direkte Beobachtungsnachweise dafür, dass Sternfackeln auf anderen Sternen genau wie auf unserer Sonne eine Teilchenbeschleunigung beinhalten. Rachel Osten von der University of Maryland und dem Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Md., Präsentiert diesen Befund heute auf dem Treffen der Cool Stars 14 in Pasadena, Kalifornien.
"Die Fackel war so stark, dass wir zunächst dachten, es sei eine Sternexplosion", sagte Osten, ein Hubble Fellow. „Wir wissen viel über Sonneneruptionen in der Sonne, aber dies sind Proben von nur einem Stern. Dieses II Pegasi-Ereignis war unsere erste Gelegenheit, Details über das Aufflackern eines anderen Sterns zu studieren, als wäre es so nah wie unsere Sonne. "
Sonneneruptionen auf der Sonne entstehen in der Korona, dem äußersten Teil der Sonnenatmosphäre. Die Temperatur der Korona beträgt ungefähr zwei Millionen Grad Fahrenheit, während die Sonnenoberfläche, die als Photosphäre bezeichnet wird, nur ungefähr 6.000 Grad beträgt. Die Fackel selbst ist ein Strahlungsstoß über einen Großteil des elektromagnetischen Spektrums, von niederenergetischen Radiowellen bis zu energiereichen Röntgenstrahlen. Die Röntgenstrahlung kann in der Sonne bis zu einigen Minuten dauern; auf II Pegasi dauerte es mehrere Stunden.
Die Fackel beinhaltet einen Schauer von Elektronen, die von der Korona auf die Photosphäre herabregnen und das koronale Gas auf Temperaturen erwärmen, die normalerweise nur tief in der Sonne auftreten. Wissenschaftler glauben, dass das Verdrehen und Brechen von Magnetfeldlinien, die sich durch die Korona schnüren, die Teilchenbeschleunigung und das Abfackeln erzeugt.
Der aufflammende Stern in II Pegasi ist das 0,8-fache der Sonnenmasse; sein Begleiter ist 0,4 Sonnenmassen. Die Sterne sind nah, nur wenige Sternradien voneinander entfernt. Infolgedessen drehen sich beide Sterne aufgrund der Gezeitenkräfte schnell und drehen sich im Vergleich zur 28-tägigen Rotationsperiode der Sonne alle 7 Tage schrittweise. Schnelle Rotation fördert starke Sternfackeln.
Junge Sterne drehen sich schnell und flackern aktiver, und die frühe Sonne erzeugte wahrscheinlich Sonneneruptionen auf dem Niveau von II Pegasi. Dennoch könnte II Pegasi mindestens eine Milliarde Jahre älter sein als unsere 5 Milliarden Jahre alte Sonne mittleren Alters. "Die enge binäre Umlaufbahn in II Pegasi fungiert als Jungbrunnen und ermöglicht es älteren Sternen, sich so stark wie junge Sterne zu drehen und zu flackern", sagte Steve Drake von NASA Goddard, Co-Autor mit Osten, in einem bevorstehenden Artikel des Astrophysical Journal.
Das wichtigste Ergebnis der II-Pegasi-Fackel war die Detektion von Röntgenstrahlen mit höherer Energie. Das Burst Alert Telescope von Swift erkennt normalerweise Gammastrahlenexplosionen, die stärksten bekannten Explosionen, die durch Sternexplosionen und Sternfusionen entstehen. Die II Pegasi-Fackel war energisch genug, um einen Fehlalarm für eine Burst-Erkennung auszulösen. Wissenschaftler wussten jedoch schnell, dass dies eine andere Art von Ereignis war, als die Fackel Swifts Röntgenteleskop, ein zweites Instrument, überwältigte.
Die energiereiche „harte“ Röntgendetektion ist in diesem Fall das verräterische Signal der Beschleunigung von Elektronenteilchen, wodurch sogenannte nichtthermische Röntgenstrahlen erzeugt werden. Die RHESSI-Mission der NASA sieht dies in den Sonneneruptionen der Sonne. Während bei anderen Sternen energiesparende „weiche“ Röntgenstrahlen aufgrund von Wärmeabgabe beobachtet wurden, haben Wissenschaftler bei keinem anderen Stern als der Sonne harte Röntgenstrahlen gesehen. Da die harten Röntgenstrahlen früher in der Fackel auftreten und für die Erwärmung des koronalen Gases verantwortlich sind, geben sie eindeutige Informationen über die Anfangsstadien der Fackel.
Wäre die Sonne wie II Pegasi aufgeflammt, hätten diese harten Röntgenstrahlen die Schutzatmosphäre der Erde überwältigt und zu einem signifikanten Klimawandel und Massensterben geführt. Ironischerweise geht eine Theorie davon aus, dass Sternpartikelausbrüche erforderlich sind, um Staub zu konditionieren, um sich zu Planeten und vielleicht zum Leben zu formen. Die Swift-Beobachtung zeigt, dass solche Ausbrüche auftreten.
"Swift wurde gebaut, um Gammastrahlenausbrüche zu fangen, aber wir können seine Geschwindigkeit nutzen, um Supernovae und jetzt Sternfackeln zu fangen", sagte Neil Gehrels, Wissenschaftler des Swift-Projekts von NASA Goddard. "Wir können nicht vorhersagen, wann ein Aufflackern eintreten wird, aber Swift kann schnell reagieren, sobald es ein Ereignis erkennt."
Zu den Kollegen von Osten zu diesem Ergebnis gehören auch Jack Tueller und Jay Cummings von der NASA Goddard; Matteo Perri von der italienischen Weltraumbehörde; und Alberto Moretti und Stefano Covino vom italienischen Nationalen Institut für Astrophysik.
Originalquelle: NASA-Pressemitteilung
