Magnetische Regionen, die die Sonne heller erscheinen lassen, können auf kühlen roten Zwergsternen dunkel sein. Forschende der Universität Graz und ihre internationalen Partner haben diesen Effekt mithilfe von Computersimulationen untersucht. Die Studie wurde von Herausgeber der Fachzeitschriften der American Astronomical Society (AAS) für einen Highlight-Beitrag auf AAS Nova ausgewählt, dem Forschungs-Highlight-Dienst der Gesellschaft.
Fackeln, kleine helle magnetische Strukturen auf der Sonne, wurden bisher auf keinem anderen Stern direkt beobachtet. Bei der Interpretation des Lichts anderer Sterne gingen Astronom:innen daher meist davon aus, dass sich magnetische Regionen dort ähnlich verhalten wie auf der Sonne. Das Grazer Team hat diese Annahme nun auf den Prüfstand gestellt.
Magnetfelder unterdrücken die Konvektion, die Wärme an die Oberfläche eines Sterns transportiert. Magnetische Regionen erhalten dadurch weniger Wärme aus tieferen Schichten und neigen dazu, dunkler zu werden. Gleichzeitig verringert das Magnetfeld die Gasdichte in diesen Regionen, sodass wir in tiefere und heißere Schichten blicken können. Auf der Sonne überwiegt dieser zweite Effekt und die Fackeln erscheinen hell. Auf kühlen roten Zwergsternen sind die magnetischen Strukturen jedoch flacher, und die Temperatur nimmt mit der Tiefe langsamer zu. Die Aufhellung ist dann zu schwach, um die verringerte Wärmezufuhr auszugleichen, und die Strukturen erscheinen dunkel.
Kühle rote Zwergsterne sind die häufigsten Sterne in unserer Galaxie und stehen derzeit besonders im Fokus der Exoplanetenforschung. Da diese Sterne klein sind, blockiert ein Planet, der vor ihnen vorbeizieht, einen vergleichsweise großen Teil ihres Lichts. Dadurch rücken selbst die Atmosphären felsiger Planeten in den Beobachtungsbereich des James-Webb-Weltraumteleskops. Astronom:innen analysieren das Sternenlicht, das eine solche Atmosphäre durchquert, um die darin enthaltenen Gase zu identifizieren. Magnetische Regionen auf dem Stern hinterlassen jedoch ebenfalls Spuren in diesem Licht und können, wenn sie nicht korrekt berücksichtigt werden, Merkmale der Planetenatmosphäre vortäuschen. Ob diese Regionen hell oder dunkel sind, bestimmt daher, wie das gemessene Signal des Planeten verfälscht wird.
Publikation:
A. I. Shapiro, S. Seager, S. K. Solanki et al.: The Curious Case of Dark Faculae on M Dwarf Stars. The Astrophysical Journal 1008, 24 (2026). doi.org/10.3847/1538-4357/ae7105
Die Arbeit wurde durch den ERC Synergy Grant REVEAL unterstützt, der von der Universität Graz koordiniert wird.