Megakurzschlüsse auf ultrakaltem Zwergenstern

Normalerweise sind kleine M-Zwergensterne – der häufigste Sternentyp unserer Galaxie – kalt, dunkel und ruhig. Jetzt aber haben Astronomen eine Ausnahme entdeckt. Wie sie im „Astrophysical Journal“ berichn, hat der ungewöhnliche M-Zwerg ein aktives und komplexes magnetisches Feld, stärker als das unserer Sone und einen riesigen Fleck, der die Hälfte seiner Oberfläche bedeckt.

Ein Forscherteam unter Leitung von Edo Berger von der Carnegie Institution hatte den Stern TVLM513-46546, rund 35 Lichtjahre von der Erde entfernt in der Konstellation Boötes gelegen, mithilfe von gleich mehreren leistungsstarken Teleskopen beobachtet. Es kombinierte Radiobeobachtungen des Very Large Array, optische Spektren des Gemini North Acht-Meter-Teleskops, ultraviolette Aufnahmen vom Weltraumteleskop Swift und Röntgenbilder des Chandra Röntgenobservatoriums der NASA.

Kurzschlüsse im Megamaßstab

Eine solche geballte Aufmerksamkeit für einen der kleinsten bekannten Sterne zahlte sich aus: „Mit einer so einzigartigen Beobachtungsreihe erwartet man immer, etwas Unerwartetes zu finden“, so Berger. „Aber wir waren über das Ausmaß der Komplexität, die dieses Objekt enthüllt, absolut geschockt.“

Der Stern besitzt eine stetige Radioemission, die durch spektakuläre, Minuten andauernde Feuerwerksausbrüche unterbrochen wird. Diese stammen von der Kollision von Magnetfeldern in der Korona des Sterns. Die dabei stattfindende gegenseitige Auslöschung der magnetischen Energie ist mit gigantischen Kurzschlüssen vergleichbar. Das Team registrierte auch weiche Röntgenstrahlung und einen Röntgenflare.

Fleck bedeckt halbe Oberfläche

Zum ersten Mal konnten die Astronomen zudem eine optische Signatur einer Wasserstoffemission kartieren, die von einem riesigen Fleck auf der Sternenoberfläche stamen muss – ähnlich einem Sonnenfleck. „Das periodische Signal kommt von einem Fleck, der die halbe Oberfläche des Sterns bedeckt“, erklärt Berger. „Wie ein großer Scheinwerfer rotiert er in unser Gesichtsfeld hinein und dann wieder hinaus. Wir wissen imer noch nicht, warum nur die Hälfte des Sterns durch die Wasserstoffemission strahlt und die andere nicht. Und auch nicht, ob diese Situation unverändert über Tage oder sogar über Wochen, Jahre oder Jahrhunderte bleibt.“

Diese Erkenntnisse sind umso verblüffender, als dass Objekte wie der Zwergenstern TVLM513-46546 nach gängiger Lehrmeinung eigentlich wenig oder gar keine magnetische Aktivität aufweisen sollten. „Die Theorie sagt, dass wenn wir immer kältere Sterne anschauen, die kältesten im Prinzip tot sind“, so Berger. „Jetzt zeigt es sich, dass Sterne wie TVLM513-46546 sogar eine komplexe magnetische Aktivität besitzen – unserer Sonne viel ähnlicher als einem Stern, der im Prinzip so gut wie tot sein sollte.“

Verborgener Begleiter als Ursace für Aktivität?

Aber woher stammt diese ungewöhnliche Aktivität? Nach Ansicht der Astronomen könnte eine ungewöhnliche Aktivität im Sterneninneren oder aber die Existenz eines bisher unentdeckten Begleiters eine Ursache dafür sein. Bisher gibt es für einen zweiten Himmelskörper im unmittelbaren Umkreis zwar keine Hinweise, die Forscher schließen es aber dennoch nicht aus. „Der Hauptgedanke dahinter ist die Analogie zu anderen Systemen, wo die Präsenz eines Begleiters direkt oder indirekt die magnetische Aktivität eines Sterns beeinflusst.“

Wie bei anderen ultrakalten Zwergensternen vom M-Typ liegen die Temperaturen an der Oberfläche von TVLM513-46546 gerade einmal bei 2.127 Grad Celsius – und damit nach Sternenmaßstäben extrem niedrig. Auf der Sonnenoberfläche herrschen immerhin 5.727 Grad. Seine Masse beträgt nur acht bis zehn Prozent unserer Sonne, seine Heligkeit nur 0,02 Prozent ihrer Leuchtkraft.

Um herauszufinden, ob dieser Stern eine absolute Ausnahme ist, wollen die Astronomen weitere Exemplare diesen Typs beobachten. Zudem wollen sie versuchen herauszufinden, ob der ultrakalte Zwerg vielleicht doch einen verborgenen Begleiter besitzt.

(Carnegie Institution, 06.12.2007 – NPO)