Sternengeschichten   /     Sternengeschichten Folge 602: Flackersterne und au√üerirdisches Leben

Description

Flackersterne sind klein und gemein. Sie gehen den Planeten in ihre N√§he auf die Nerven und was sie genau tun und warum das schlecht f√ľr Aliens ist, erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterst√ľtzen m√∂chte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)

Subtitle
Kleine und gemeine Sterne!
Duration
748
Publishing date
2024-06-07 05:00
Link
https://sternengeschichten.podigee.io/602-sternengeschichten-folge-602-flackersterne-und-ausserirdisches-leben
Contributors
  Florian Freistetter
author  
Enclosures
https://audio.podigee-cdn.net/1482212-m-4c7827af1034a2d80935a86ce1138d40.mp3?source=feed
audio/mpeg

Shownotes

Kleine und gemeine Sterne!

Sternengeschichten Folge 602: Flackersterne und außerirdisches Leben

Sterne flackern. Wenn wir nachts zum Himmel schauen, dann sehen wir die hellen Punkte der Sterne so gut wie nie konstant leuchten, sondern immer ein bisschen flackern. Das liegt aber an der Bewegung der Luft in der Erdatmosphäre, die das Sternenlicht ganz leicht ablenkt, weswegen die Sterne ein kleines bisschen hin und her zu springen scheinen. Wenn wir flackernde Sterne sehen, hat das nichts mit den Sternen selbst zu tun. Es sei denn, es handelt sich um "Flackersterne". Das ist deutsche Übersetzung des Fachbegriffs "flare star", wie diese Gruppe von Sternen normalerweise genannt werden. Oder auch "UV-Ceti-Sterne" und deswegen werfen wir zu Beginn einen kurzen Blick auf den Namensgeber, den Stern UV Ceti selbst.

UV Ceti befindet sich im Sternbild Walfisch und ist ohne optische Hilfsmittel nicht zu sehen. Er treibt sich dort auch nicht alleine im Weltall herum, sondern ist Teil eines Doppelsternsystems. Das tr√§gt den offiziellen Namen Gliese 65 oder Luyten 726-8. Und damit wir die ganze Sache mit den Namen gleich vom Tisch haben, erw√§hne ich auch noch, dass dieser Stern das erste Mal im Jahr 1948 in einem Katalog aufgetaucht ist, den der niederl√§ndische Astronom Wilhelm Luyten erstellt hat, als er auf der Suche nach Sternen war, die sich vergleichsweise schnell bewegen. Er wies seine Kollegen auf einen der Sterne hin - den mit der Katalognummer 726-8 - damit die den ein wenig genauer ansehen. Das haben Alfred Harrison Joy und Milton Humason mit dem gro√üen Teleskop an der Mount-Wilson-Sternwarte ebenfalls noch 1948 erledigt und gleich einmal festgestellt, dass es sich dabei nicht um einen sondern um zwei Sterne handelt. Heute wissen wir, dass es sich bei beiden Komponenten dieses Doppelsternsystems um rote Zwergsterne handelt, mit jeweils einem Zehntel der Sonnenmasse und beide leuchten circa hunderttausend Mal schw√§cher als die Sonne. Das wir sie dennoch halbwegs gut mit dem Teleskop beobachten k√∂nnen liegt daran, dass sie uns mit einer Distanz von knapp 9 Lichtjahren recht nahe sind. Joy und Humason stellten bei ihren Beobachtungen auch fest, dass sich die Helligkeit dieser Sterne √§ndert, und deswegen haben sie die typische Bezeichnung f√ľr solche variablen Sterne bekommen, die aus einer Buchstabenkombination und dem Namen des Sternbilds besteht: UV Ceti und BL Ceti.

So, und jetzt wo wir mit den Namen durch sind, schauen wir uns an, was an ihnen und ganz besonders an UV Ceti so bedeutend ist, dass man gleich eine ganze Gruppe von Sternen so benannt hat. Sterne, die ihre Helligkeit √§ndern gibt es jede Menge; ich habe dar√ľber schon in fr√ľheren Folgen der Sternengeschichten berichtet und es gibt jede Menge Gr√ľnde, warum Sterne das tun. Die Flaresterne beziehungsweise die UV-Ceti-Sterne sind aber eine ganz besondere Gruppe. Oder eigentlich auch nicht. Das, was dort passiert, passiert auch bei unserer Sonne. Wir wissen ja, dass es dort immer wieder Sonneneruptionen gibt. Die Sonne schleudert Material aus ihrer Atmosph√§re hinaus ins All und so etwas nennt man "Flare". Und bei Flaresternen passiert genau das, nur sehr viel heftiger.

Wir m√ľssen uns also die Flares ein wenig genauer ansehen und wir tun das vorerst mal bei der Sonne. Die √§u√üeren Schichten der Sonne sind durchsetzt von Magnetfeldern, die von der Bewegung der ganzen elektrisch geladenen Teilchen stammen, die sich dort befinden. Die Sonne ist so hei√ü, dass die elektrisch negativ geladenen Elektronen aus den H√ľllen der Atome nicht mehr an den elektrisch positiv geladenen Atomkern gebunden sind. Dieses hei√üe Plasma bewegt sich und erzeugt Magnetfelder, die wiederum die Bewegung des Plasmas beeinflussen. Es geht also wild zu und ab und zu k√∂nnen sich die Magnetfelder neu arrangieren und dabei Energie abgeben. Ander gesagt: Es gibt immer wieder so etwas wie gewaltige Kurzschl√ľsse bei denen jede Menge Energie frei wird, die dann das Plasma noch mal extra aufheizt. Das f√ľhrt einerseits dazu, dass Material aus der Sonnenatmosph√§re ins All geschleudert wird. Und andererseits aber auch dazu, dass das extrem aufgeheizte Plasma hell leuchtet.

W√§hrend eines Flares wird ein Stern also ein wenig heller. Die Sonne ist allerdings ein vergleichsweise gro√üer Stern und ihre Gesamthelligkeit wird durch die Flares die ab und zu stattfinden, nicht dramatisch ver√§ndert. Bei den Flaresternen ist es anders. Dabei handelt es sich √ľblicherweise um rote Zwerge, also Sterne, die sehr viel weniger Masse haben als die Sonne und auch kleiner sind. Jetzt k√∂nnte man meinen, dass kleinere Sterne auch nicht so gro√üe Flares produzieren k√∂nnen. Tats√§chlich ist es aber genau andersherum. Die St√§rke der Flares wird von der St√§rke des Magnetfeldes bestimmt und rote Zwerge k√∂nnen enorm starke Magnetfelder haben, gerade weil sie so klein sind.

In Sternen wie der Sonne gibt es, sehr grob eingeteilt, zwei unterschiedliche Zonen. Ganz im Inneren findet die Kernfusion statt und die dabei freiwerdende Energie wird in Form von Strahlung nach au√üen transportiert. Die Strahlung wird aber durch die Wechselwirkung mit der dichten Materie im Sonneninneren immer wieder abgelenkt, sie verliert Energie und irgendwann kommt sie - vereinfacht gesagt - nicht mehr vorw√§rts. Das ist dann der Punkt, an dem die Energie durch Konvektion weiter transportiert wird. Die Energie heizt das Plasma der Sonne auf, das hei√üe Plasma steigt an die Oberfl√§che, k√ľhlt dort ab und sinkt wieder nach unten. Das ist der gleiche Prozess, der auch in einem Topf voll kochendem Wasser stattfindet und der Grund, warum das Wasser brodelt. In der Sonne gibt es also eine Strahlungszone innen und weiter au√üen eine Konvektionszone. Und die Bewegung des Plasmas durch die Konvektion ist es auch, die zu einem gro√üen Teil f√ľr die St√§rke des Magnetfeldes verantwortlich ist.

Bei Roten Zwergsternen ist das anders. Sie sind k√ľhler und es gibt in ihrem Inneren quasi keine Strahlungszone. Die Energie wird direkt aus dem Kern per Konvektion transportiert oder anders gesagt: Der ganze Stern ist eine Konvektionszone; seine gesamte Masse wird quasi st√§ndig durchger√ľhrt. Durch diese gro√üfl√§chigen Bewegungen kann das Magnetfeld verst√§rkt werden, das ist wie beim Fahrraddynamo. Na ja, fast wie beim Fahrraddynamo. Eigentlich gar nicht wie beim Fahrraddynamo. Aber das Ph√§nomen nennt sich trotzdem "Dynamo-Effekt", und beschreibt die Entstehung von Magnetfeldern, wenn man elektrisch leitf√§higes Plasma hat und einen Stern, der schnell rotiert. Die Details sind nicht unkompliziert, drum lasse ich sie jetzt auch aus. Aber kurz gesagt: Je gro√üfl√§chiger die Bewegung des Plasmas durch die Konvektion ist und je schneller ein Stern rotiert, desto st√§rker das Magnetfeld.

Wir wissen, dass rote Zwerge eine starke Konvektion haben. Und wenn es sich um junge rote Zwerge handelt, dann ist auch die Chance groß, dass sie schnell rotieren. Denn junge Sterne rotieren im Allgemeinen schneller als alte. Im Laufe der Zeit verliert ein Stern ein wenig seiner Rotationsenergie, zum Beispiel durch die ganze Materie, die er bei Flares ins All schleudert. Oder durch die Wechselwirkung mit seinem eigenen Magnetfeld, was man sich wie eine magnetische Bremse vorstellen kann.

Also: Rote Zwerge die jung sind, haben besonders starke Magnetfelder und dadurch auch besonders starke Flares. Und "stark" heißt hier auch wirklich stark. Das, was Alfred Harrison Joy und Milton Humason 1948 bei UV Ceti beobachtet haben, war wirklich gewaltig. Daten, die innerhalb weniger Tage aufgenommen wurde, haben einen Anstiegt der Temperatur des Sterns um 10.000 Grad gezeigt und seine Helligkeit ist um vier Größenklassen gestiegen, also um fast das 40fache.

Wir k√∂nnen froh sein, dass unsere Sonne halbwegs ruhig ist. Ok, ab und zu gibt es gr√∂√üere Ausbr√ľche, aber im gro√üen und ganzen verh√§lt sie sich friedlich. Auf Flaresternen geht es dagegen richtig rund. Es gibt st√§ndig Ausbr√ľche, die viel gewaltiger sind als bei uns. Und das hat Konsequenzen. Wenn das Material, das bei den Flares ins All geschleudert wird, auf einen Planeten trifft, kann es dort geomagnetische St√ľrme geben. Was vorerst nur dann ein Problem ist, wenn es auf dem Planeten auch eine elektrische Infrastruktur gibt, die dadurch gesch√§digt werden kann. Aber wenn das geladene Zeug eines Sterns auf das Magnetfeld eines Planeten trifft, kann das dadurch ver√§ndert und abgeschw√§cht werden. Und dann kann viel mehr Strahlung auf die Oberfl√§che treffen, was an sich schon nicht gut ist und noch bl√∂der bei einem Stern, der dazu neigt, unvorhersagbar seine Helligkeit und damit auch das Ausma√ü der gef√§hrlicheren Strahlungsarten, wie UV- oder R√∂ntgenstrahlung, zu erh√∂hen. Im schlimmsten Fall kann die Strahlung die Atmosph√§re eines Planeten komplett wegpusten. Oder anders gesagt: Planeten in der N√§he von Flaresternen sind keine guten Orte f√ľr Leben.

Ein weiteres Problem: Flaresterne sind, wie ich vorhin erz√§hlt habe, vor allem klein und k√ľhl. Das hei√üt, ein Planet, der ausreichend viel W√§rme abkriegen will, damit dort Leben existieren k√∂nnte, m√ľsste so einem Stern auch sehr nahe sein und damit voll in der Gefahrenzone. Rote Zwergsterne sind au√üerdem noch bei weitem die h√§ufigste Klasse von Sternen im Universum. Ungef√§hr drei Viertel aller Sterne sind rote Zwergsterne; Sterne wie unsere Sonne machen nur circa 6 Prozent aus.

Wir leben also in einem Universum, wo gerade die h√§ufigsten Sterne die Art von Sternen sind, die dazu neigen, Planeten in ihrer N√§he durch Flares quasi zu grillen und Leben unm√∂glich zu machen. Aber vielleicht ist die Lage doch nicht so d√ľster. 2020 haben Forscherinnen und Forscher sich - in Computermodellen - die Atmosph√§ren von Planeten in der N√§he von Flaresternen angesehen und mit denen von Planeten bei normalen Sternen verglichen. Der Einfluss der Flares hat nat√ľrlich auch die chemische Zusammensetzung der Atmosph√§ren ver√§ndert. Die Arbeit hat nichts an der Erkenntnis ge√§ndert, das Leben auf Planeten bei Flaresternen einen schweren Stand hat. Aber dort, wo es vielleicht gelernt hat, mit den harten Bedingungen klar zu kommen, k√∂nnen Flares die Chemie der Atmosph√§re so ver√§ndern, dass wir es von der Erde aus mit unseren Instrumenten leichter nachweisen k√∂nnen.

Das macht zumindest noch ein klein wenig Hoffnung. Immerhin ist der uns n√§chstgelegene Planet eines anderen Sterns ein Planet, der Proxima Centauri umkreist. Dieser 4 Lichtjahre entfernte Stern hat mindestens 2 und vielleicht sogar drei Planeten und einer davon w√§re sogar im richtigen Abstand f√ľr lebensfreundliche Bedingungen. Proxima Centauri ist allerdings ein roter Zwerg und Flarestern. Ob es dort tats√§chlich Leben geben kann und vielleicht sogar Leben gibt, werden wir aber wohl erst wissen, wenn wir Flaresterne besser verstanden - und eine Raumsonde zu unserem Nachbarn im All geschickt haben.