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STERNE
Rotation verrät Alter eines Sterns
Redaktion / Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP)
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7. Januar 2015

Das Weltraumteleskop Kepler hat nicht nur wichtige Beiträge zur Erforschung von extrasolaren Planeten geliefert: Jetzt stellten Astronomen eine auf Beobachtungen mit Kepler beruhende Studie vor, die eine genauere Bestimmung des Alters von Sternen ermöglichen soll. Eine entscheidende Rolle dabei spielt die Rotationsperiode des Sterns.

Sternfleck

Die Rotation von Sternen lässt sich mithilfe von Sternflecken auch aus großer Entfernung ermitteln - und daraus dann auch ihr Alter. Bild: David A. Aguilar (CfA)

Durch die Beobachtung und Vermessung von 30 sonnenähnlichen kühlen Sternen in dem 2,5 Milliarden Jahre alten Sternhaufen NGC 6819 ist es einem internationalen Forscherteam um Søren Meibom vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics nun gelungen, ein neues Verfahren zur Bestimmung des Alters von Sternen auf einen größeren Altersbereich von Sternen auszuweiten und damit die Genauigkeit der Altersbestimmung deutlich zu verbessern.

Bei dieser als "Gyrochronologie" bezeichneten Methode schließt man aus den Massen und Rotationsperioden auf das Alter von Sternen. Das Wort "Gyrochronologie" ist dabei eine Wortschöpfung von Sydney Barnes vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), der auch an der jetzt vorgestellten Studie beteiligt war. "Die Beziehung zwischen Masse, Rotationsgeschwindigkeit und Alter der beobachteten Sterne ist jetzt so gut definiert, dass wir über die ersten beiden Parameter die dritte Größe, das Sternalter, mit nur zehn Prozent Unsicherheit bestimmen können", erläutert Barnes.

Die Rotationsgeschwindigkeit eines Sterns nimmt im Laufe der Zeit ab. Gleichzeitig hängt sie mit der Masse des Sterns zusammen: schwere Sterne drehen sich in der Regel schneller als kleine und masseärmere. Während dieses grundlegende Verhalten Astronomen bekannt war, fehlte lange eine Präzisierung der Parameterabhängigkeiten.

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Die jetzt veröffentlichte Studie stellt eine enge physikalische Beziehung zwischen Masse, Rotationsgeschwindigkeit und Alter der kühlen Sterne fest, so dass aus Kenntnis zweier Parameter der dritte berechnet werden kann. Die Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeiten erfolgte dabei durch die Beobachtung von Helligkeitsveränderungen, verursacht durch Sternflecken auf der Oberfläche der beobachteten Sterne. Ein typischer Stern verändert seine Helligkeit dabei um weniger als ein Prozent.

Möglich wurden diese genauen Beobachtungen durch die Nutzung des Kepler-Teleskops der NASA, das ja gerade dafür ausgelegt ist, möglichst kleine Helligkeitsschwankungen zu registrieren. Aus diesen Helligkeitsschwankungen wollen die Astronomen dann auf die Existenz von Planeten um die Sterne schließen. Aber nicht jede Helligkeitsschwankung ist auf einen Planeten zurückzuführen, weshalb weitere Beobachtungen nötig sind, bevor ein Planetenfund mit Kepler als gesichert gelten kann.

Eine möglichst genaue Bestimmung des Alters von Sternen ist wichtig, um aus Beobachtungen ableiten zu können, wie astronomische Phänomene sich über die Zeit entwickeln. Auch bei der Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems kann die Kenntnis von Sternaltern äußerst hilfreich sein. So hat die Entwicklung der Komplexität von Leben auf der Erde sehr lange gedauert. Sterne mit ähnlichem Alter wie die Sonne, die von Planeten umgeben sind, gelten daher als besonders aussichtsreiche Studienobjekte.

Über ihre Studie berichten die Astronomen jetzt in der Wissenschaftszeitschrift Nature.

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siehe auch
Kepler: Das Alter von sonnenähnlichen Sternen - 16. Juli 2014
Links im WWW
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)
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