KEPLER
Das Alter von sonnenähnlichen Sternen
von Stefan Deiters
astronews.com
16. Juli 2014

Bei der Suche nach der zweiten Erde hält man gerne nach Planeten Ausschau, die einen Stern umkreisen, der auch unserer Sonne ähnelt. Doch wann ist ein Stern wirklich sonnenähnlich? Astronomen haben nun ein neues Verfahren angewandt, das mehr über das Alter eines Sterns verrät. Sie betrachteten dazu die Drehung der fernen Sonne um die eigene Achse.

Ein hypothetischer erdähnlicher Planet umkreist einen Stern, der unserer Sonne ähnelt. Bild: David A. Aguilar (CfA)

Was macht einen Stern eigentlich "sonnenähnlich"? Bei genauerer Betrachtung ist eine Festlegung hier nicht weniger kompliziert, als etwa die Beschreibung eines Planeten mit dem Begriff "erdähnlich". So sollte der Stern beispielsweise die gleiche Temperatur, Masse, eine vergleichbare chemische Zusammensetzung aufweisen und natürlich auch ähnlich alt sein wie unser Zentralgestirn - nämlich rund 4,5 Milliarden Jahre. Allerdings ist die Altersbestimmung eines Sterns nicht ganz so einfach, so dass dieser Aspekt gerne übersehen wird.

Jetzt haben Astronomen jedoch eine neues Verfahren angewandt, um mehr über das Alter eines Sterns zu erfahren: Sie nutzten dazu die Drehung des Sterns um die eigene Achse. Die Geschwindigkeit dieser Eigenrotation hängt nämlich vom Alter eines Sterns ab - je älter ein Stern ist, desto langsamer rotiert er.

"Wir haben Sterne mit Eigenschaften gefunden, die denen unserer Sonne so ähnlich sind, dass man sie 'solare Zwillinge' nennen kann", erläutert Jose Dias do Nascimento vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im amerikanischen Cambridge. "Mithilfe von solaren Zwillingen können wir die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft von Sternen wie unserer Sonne erforschen und herausfinden, wie Planetensysteme um solche Sterne von der Entwicklung ihres Zentralsterns beeinflusst werden."

Um die Drehung eines Sterns um die eigene Achse zu messen, halten die Astronomen nach leichten Helligkeitsschwankungen eines Sterns Ausschau, die durch dunkle Flecken auf der Oberfläche des Sterns verursacht werden. Sie verfolgen dann, wie lange es dauert, bis ein solcher "Sternfleck" in unser Blickfeld wandert, den Stern so etwas dunkler erscheinen lässt und wieder verschwindet. Daraus können sie dann schließen, wie schnell sich der Stern dreht.

Natürlich sind die durch Sternflecke entstehenden Helligkeitsänderungen außerordentlich gering. Sie betragen in der Regel maximal wenige Prozent der Gesamthelligkeit eines Sterns. Allerdings liegen dank der Beobachtungen des Weltraumteleskops Kepler sehr exakte Helligkeitsdaten von sehr vielen Sternen vor. Kepler hat nach Helligkeitsänderungen gefahndet, die nicht durch Sternflecken, sondern durch vorüberziehende Planeten verursacht werden. Die Daten sind daher so genau, dass auch Helligkeitsänderungen durch Sternflecken erkennbar sind.

In den Kepler-Daten, die do Nascimento und seine Kollegen genauer unter die Lupe genommen haben, hatten die sonnenähnlichen Sterne eine durchschnittliche Rotationsdauer von 21 Tagen. Dies ist etwas weniger als die Rotationsdauer unserer Sonne am Äquator, die etwa 25 Tage beträgt. Die Sterne im untersuchten Datensatz sind also offenbar etwa jünger als unsere Sonne.

Insgesamt haben do Nascimento und sein Team so das "Rotationsalter" von 22 sonnenähnlichen Sternen bestimmt. Sie alle besitzen zwar bislang keine bekannten Planeten, doch könnte die Methode in Zukunft auch hier wichtige Daten liefern. Das Alter eines Planetensystems entspricht ja in der Regel dem Alter des Sterns. Die Suche nach Planeten mit potentiellem Leben ließe sich so weiter auf die vielversprechendsten Systeme eingrenzen.

Über ihre Untersuchung berichten die Astronomen jetzt in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal Letters erschienen ist.