Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Supermagnete im All - Max-Planck-Astrophysiker haben Rätsel um magnetische Sterne im Universum gelöst

14.10.2004


Das Magnetfeld in einem magnetischen Stern, berechnet mit einer dreidimensionalen numerischen Simulation (links oben, Stereo-Paar). Es besteht aus einem Reifen verdrillter Feldlinien (blau dargestellt). Die durch die Oberfläche reichenden Feldlinien (rot) werden vom Reifen stabil zusammengehalten. Zur Verdeutlichung ist dies in schematischer Form im Bild rechts unten und im Schnitt durch den Stern (rechts oben) gezeigt. Diese Konfiguration wandert langsam auswärts unter Einfluss der endlichen Leitfähigkeit des Sterns, verformt sich dann wie die Naht auf einem Tennisball (links unten) und verschwindet danach.
Bild: Max-Planck-Institut für Astrophysik


Wie erklärt man die enormen Feldstärken von magnetischen Sterne? Diese seit 50 Jahren unbeantwortete Frage über die Entstehung kosmischer Magnetfelder haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Astrophysik in Garching jetzt beantwortet. Mit Hilfe dreidimensionaler numerischer Simulationen ist es ihnen gelungen, eine Magnetfeldkonfiguration zu identifizieren, die die starken Magnetfelder auf der Oberfläche von so genannten A-Sternen und Weißen Zwergen zusammenhalten und über das gesamte Lebensalter eines Sterns aufrecht erhalten kann (Nature, 14. Oktober 2004). Damit wird die "fossile Feldtheorie" bestätigt, wonach es sich bei diesen Magnetfeldern um Überbleibsel aus jenen Gaswolken handelt, aus denen sich Sterne bilden.

... mehr zu:
»Gaswolke »Supermagnet

Diese Entdeckung ist von Bedeutung für drei Gruppen von Sternen, in denen man ein starkes Magnetfeld beobachten kann. Die bekanntesten sind die so genannten "magnetischen Ap-Sterne", ziemlich normale Sterne, die zwei bis zehn Mal schwerer sind als unsere Sonne und die ein Magnetfeld haben wie ein Stabmagnet. Ein Beispiel ist Alioth (Epsilon Ursae Majoris, der fünfte Stern im großen Bären). Daneben gibt es unter den so genannten Weißen Zwergen auch magnetische Exemplare mit 100.000 mal höheren Feldstärken, und schließlich kennt man die "Magnetare", Neutronensterne mit 100 Milliarden mal stärkeren Felder als handelsübliche Stabmagnete. Das Feld in all diesen Sternen ist großskalig und statisch, im Gegensatz zur Sonne und ihr verwandten Sternen, deren Magnetfeld schwach und kleinskalig ist und sich zudem fortlaufend ändert.

Seit der Entdeckung magnetischer Sterne vor mehr als einem halben Jahrhundert gibt es zwei Theorien, um ihr Magnetfeld zu erklären: Nach der einen Theorie wird das Feld durch Konvektion im Kern erzeugt, ähnlich wie das Magnetfeld der Erde. Die andere ist die "fossile Feld-Theorie", wonach diese Felder schlicht Überbleibsel sind von Magnetfeldern in den Gaswolken, aus denen Sterne entstanden sind. Für diese Erklärung gibt es indirekte Evidenzen, wie die Tatsache, dass die Magnetfelder unveränderlich sind. Doch das Hauptproblem besteht darin, dass man bisher keine Feldkonfiguration kannte, die so lange Zeit überleben kann. Alle bisher untersuchten Magnetfeldkonfigurationen sind instabil und würden bereits innerhalb weniger Jahre zerfallen.


Von daher vermutete man, dass es zum einen eine stabile Konfiguration für das Magnetfeld geben muss, und dass es zum anderen einen Weg geben müsste, auf dem sich das anfängliche Magnetfeld des Sterns dorthin entwickeln kann. Diese spezifische Konfiguration haben die Max-Planck-Forscher jetzt mit dreidimensionalen numerischen Simulationen gefunden, in denen die Entwicklung willkürlicher Anfangsfelder bis zu einem stabilen Endzustand verfolgt wird.

Dieses stabile Magnetfeld hat immer die gleiche Form - ein Reifen (Torus) aus verdrillten Feldlinien, vergleichbar jenen Feldern, die in modernen Fusionsreaktoren verwendet werden. Das Feld ähnelt einem defekten Autoreifen, bei dem die gebrochenen Drähte des Stahldrahtgeflechts durch die Oberfläche schauen. An der Oberfläche eines Sterns hat das Magnetfeld etwa die Form eines Dipols, was auch mit astronomischen Beobachtungen übereinstimmt.

Mit ihren Computersimulationen haben die Max-Planck-Wissenschaftler jetzt eine zuverlässige Basis für die Theorie der Magnetfelder in A-Sternen geschaffen: Bei diesen Feldern handelt es sich um Überbleibsel von Magnetfeldern, die in den galaktischen Gaswolken bestanden haben, aus denen der Stern geboren wurde. Die Forscher können jetzt auch erklären, wie diese Felder über Hunderte Millionen Jahre überleben können. Damit wird auch wahrscheinlich, dass Magnetfelder in Weißen Zwergen und Neutronensternen die gleiche Struktur und Stabilität besitzen.

Originalveröffentlichung:

J. Braithwaite, H. Spruit
A fossil origin for the magnetic field in A stars and white dwarfs
Nature, 431, 819 -821, 14 October 2004

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr. Hendrik Spruit
Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching
Tel.: 089 3299-3220, Fax: -3235
E-Mail: henk@mpg-garching.mpg.de

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg-garching.mpg.de

Weitere Berichte zu: Gaswolke Supermagnet

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern
17.08.2017 | Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

nachricht Optische Technologien für schnellere Computer / „Licht“ mit Wespentaille
16.08.2017 | Universität Duisburg-Essen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie