Göttingen. Dunkle, zum Teil riesige Sternflecken an der Oberfläche sind auf Roten Riesensternen verbreiteter als bisher angenommen: In der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics berichten Forscher unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen, dass etwa acht Prozent der Roten Riesen solche Flecken zeigen. Sie seien Ausdruck starker Magnetfelder an der Oberfläche des Sterns.

Die Magnetfelder entstehen tief im Innern in einem Prozess, der unter anderem Konvektion und eine schnelle Eigendrehung des Sterns voraussetzt. Das Forscherteam durchforstete Messdaten von etwa 4500 Roten Riesen, die das Weltraumteleskop Kepler von 2009 bis 2013 aufgenommen hat, nach Hinweisen auf Flecken. Rote Riesen gelten gemeinhin als langsam rotierende Sterne, diejenigen mit Sternflecken bildeten offenbar eine Ausnahme.

Nur messbar, wenn schnell

„Damit sich an der Oberfläche eines Sterns Magnetfelder und Sternflecken ausbilden, sind Rotation und Konvektion entscheidende Zutaten“, erklärt Dr. Federico Spada vom MPS, Co-Autor der neuen Studie. „Sterne, bei denen sich die Konvektion in einer außenliegenden Schicht abspielt, haben das Potential, durch Dynamoprozesse Magnetfelder an der Oberfläche zu erzeugen. Diese magnetische Aktivität ist nur dann messbar, wenn der Stern schnell genug rotiert“, fügt Spada hinzu. Etwa acht Prozent der beobachteten Roten Riesen seien dazu in der Lage.

Die Energie dazu brächten sie nicht alleine auf: Wie sich zeigte, gehörten etwa 15 Prozent der fleckigen Riesen zu Doppelsternsystemen, die auch einen weiteren kleineren und somit drehfreudigeren Stern beherbergen. „In solchen Systemen gleichen sich die Rotationsgeschwindigkeiten beider Sterne mit der Zeit an, bis sie sich wie zwei Paarläufer beim Eiskunstlauf im Gleichtakt drehen“, so MPS-Wissenschaftler Dr. Patrick Gaulme, Erstautor der Studie. Der zunächst langsamere Rote Riese gewinne dadurch an Schwung.

Blick auf ESA-Mission PLATO

Studien wie die vorliegende werfen Licht auf die Entwicklung der Rotation und der magnetischen Aktivität bei Sternen und auf ihr komplexes Zusammenspiel – einschließlich der Auswirkungen auf die Bewohnbarkeit der Planetensysteme, die sie beherbergen könnten. Diese gehören zu den Hauptzielen der ESA-Mission PLATO, deren Start für Ende 2026 erwartet wird. „Wir freuen uns auf die PLATO-Mission; mit ihren einzigartigen Langzeitbeobachtungen werden wir in der Lage sein, unsere Studie auf andere Regionen der Milchstraße auszudehnen“, schließt Spada.

Die Forschung wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Rahmen des PLATO Data Center grant 50OO1501 unterstützt.

Von lel / r