Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Von Sonnen- zu Sternflecken - Astronomen vermessen erstmals Magnetfeld eines Sternflecks

06.12.2012
Forschern am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) ist es gelungen, das Magnetfeld eines dunklen Sternflecks zu bestimmen. Damit konnten sie den lange erwarteten Nachweis erbringen, dass Sternflecken ebenso wie Sonnenflecken Orte besonders hoher Magnetfelddichte sind: das Feld erreicht lokal eine etwa fünfzig- bis hundertfach größere Stärke als auf der restlichen Oberfläche des Sterns.

Der Nachweis wurde möglich durch die am AIP entwickelte neue tomografische Analysesoftware iMap. Die Arbeit des Wissenschaftler-Teams um Thorsten Carroll und Klaus G. Strassmeier wurde diese Woche als Highlight in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics publiziert.


Magnetfeld- und Temperaturkarte der Oberfläche des Sternes V410 Tauri. Der Stern ist eine „junge Sonne“ von wenigen Millionen Jahren.

Illustration: AIP


Magnefeldextrapolation von V410 Tauri.

Animation: AIP

Magnetfelder beeinflussen die Strahlungscharakteristik von Sternen durch Polarisation von Licht: die elektromagnetischen Wellen werden in ihrer Schwingungsrichtung beeinflusst, dies wiederum prägt das Spektrum des Sterns. Aus seinem charakteristischen „Fingerabdruck“ im Spektrum kann mittels hochauflösender Spektroskopie im polarisierten Licht auf die Geometrie des lokalen Magnetfeldes an der Sternoberfläche zurückgeschlossen werden.

Da Sternflecken dunkel und damit etwa Tausend bis Zweitausend Grad kühler als ihre Umgebung sind, stellt ihre Beobachtung für die Spektroskopie jedoch eine besondere Herausforderung dar. Klaus G. Strassmeier: „Wenn ein Ort auf der Oberfläche am Stern dunkel ist, kommt von dort kein oder nur wenig Licht im Spektrographen an und die über die ganze Sternscheibe rekonstruierte Magnetfeldverteilung wird verfälscht oder sogar unterdrückt.“

Tomografische Methoden wie sie auch in der Medizin zum Einsatz kommen, ermöglichen eine genaue Vermessung der Oberfläche eines rotierenden Sterns. In der Kombination zahlreicher Momentaufnahmen eines rotierenden Sterns ergibt sich ein hochqualitatives Gesamtbild. Das AIP ist eines der wenigen Institute weltweit, die astronomische tomografische Techniken entwickeln und nutzen.

Die neue Tomografiesoftware iMap ermöglicht es den Forschern, aus den Momentaufnahmen des Lichts simultan die Temperatur- und Magnetfeldverteilungen auf der Oberfläche des Sterns rekonstruieren. Diese gleichzeitige Betrachtung von Temperatur und Feld zeigt Magnetfelder auch für wenig Licht, also selbst für dunkle Sternflecken auf. Die Berechnung ist höchst aufwändig, so Thorsten Carroll: „Um diesen komplexen Prozess rechnerisch überhaupt bewältigen zu können trainieren wir ein künstliches neuronales Netzwerk, das die Rechengeschwindigkeit unserer Simulationen um ein Tausendfaches beschleunigt.“ Dies macht die Software so stark, dass selbst für weit entfernte Sterne, für die das Hintergrundrauschen das eigentliche beobachtbare Signal übersteigt, magnetische Oberflächenkarten von Sternen erstellt werden können.

Bei dem ersten von den Forschern vermessenen Stern handelt es sich um den sonnenähnlichen Stern V410 Tauri, der mit dem Spektropolarimeter Espadons am 3,6-Meter Spiegel des Canada-France-Hawaii Teleskop am Mauna Kea beobachtet wurde. Als nächstes wollen die Astronomen Oberflächen-Magnetfelder von weiteren sonnenähnlichen Sternen bestimmen. Dies ist insbesondere interessant für Sterne mit Planetensystemen, denn das Magnetfeld eines Sterns hat einen entscheidenden Einfluss auf die Entwicklung eines bewohnbaren Planetensystems.

Für die tomographische Erfassung der vielen lichtschwachen Sterne in unserer Galaxie warten die Forscher bereits ungeduldig auf Spektropolarimeter der nächsten Generation wie das in Potsdam entwickelte PEPSI-Instrument, welches ab 2014 am Large Binocular Telescope, dem weltgrößten optischen Teleskop auf dem 3.200 Meter hohen Mt. Graham in Arizona im Einsatz sein und die Anzahl magnetisch vermessbarer Sterne verzehnfachen wird.

Veröffentlichung: T. A. Carroll, K. G. Strassmeier, J. B. Rice, A. Künstler: The magnetic field topology of the weak-lined T Tauri star V410 Tauri. New strategies for Zeeman-Doppler imaging. In: Astronomy & Astrophysics, 584, A95.
Wissenschaftlicher Kontakt: Dr. Thorsten A. Carroll, 0331-7499-539, tcarroll@aip.de

Pressekontakt: Kerstin Mork, 0331-7499-469, presse@aip.de

Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) beschäftigt sich vorrangig mit kosmischen Magnetfeldern und extragalaktischer Astrophysik. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Entwicklung von Forschungstechnologien in den Bereichen Spektroskopie, robotische Teleskope und E-Science. Seinen Forschungsauftrag führt das AIP dabei im Rahmen zahlreicher nationaler, europäischer und internationaler Kooperationen aus. Das Institut ist Nachfolger der 1700 gegründeten Berliner Sternwarte und des 1874 gegründeten Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam, das sich als erstes Institut weltweit ausdrücklich der Astrophysik widmete. Seit 1992 ist das AIP Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.

Kerstin Mork | idw
Weitere Informationen:
http://www.aip.de
http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201220215

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Sei mit STARS4ALL dabei, wenn Merkur vor die Sonne wandert
04.05.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht MICROSCOPE sendet
04.05.2016 | Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM)

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: Experiment im schwebenden Tropfen

Der genaue Aufbau von Proteinen standardmässig mittels Röntgenstrahlung entschlüsselt. Die beiden Wissenschaftler Soichiro Tsujino und Takashi Tomizaki am Paul Scherrer Institut PSI haben diese Methode nun trickreich weiterentwickelt: Sie haben erfolgreich die Struktur eines Proteins bestimmt, das sich in einem frei in der Luft schwebenden Flüssigkeitstropfen befand. Den Tropfen hielten sie mittels Ultraschall in der Luft. Mit diesem Kniff gelang ihnen die Strukturanalyse bei Raumtemperatur und damit sehr nahe an den natürlichen Bedingungen im Organismus. Ihre Studie haben Soichiro Tsujino und Takashi Tomizaki nun in der Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.

Eine ungewöhnliche Trägersubstanz haben sich zwei Wissenschaftler am Paul Scherrer Institut PSI ausgesucht, um ein Protein zu untersuchen: einen frei...

Im Focus: Sei mit STARS4ALL dabei, wenn Merkur vor die Sonne wandert

2012 war es die Venus, in diesem Jahr ist der Planet Merkur dran, vor der Sonne zu passieren. Für fast acht Stunden werden wir am 9. Mai 2016 die Möglichkeit haben, den Planeten Merkur als kleinen schwarzen Punkt auf der Oberfläche der Sonne durchziehen zu sehen. Das EU-Projekt STARS4ALL, an dem auch das IGB beteiligt ist, wird in Zusammenarbeit mit www.sky-live.tv das Phänomen von Teneriffa und von Island aus live übertragen. STARS4ALL bietet dazu Bildungsmaterial für Schüler an.

Am 9. Mai 2016, um die Mittagszeit, wird der Planet Merkur anfangen, die Scheibe der Sonne zu kreuzen; eine Reise, welche über sieben Stunden dauern wird.

Im Focus: MICROSCOPE sendet

Am Montag, 2. Mai 2016, erreichte die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen die erste Erfolgsmeldung von ihrem Forschungs-Satelliten. Per Videoübertragung waren sie zugeschaltet, als die französischen Kollegen das Experiment an Bord von MICROSCOPE (MICRO Satellite à traînée Compensée pour l'Observation du Principe d'Equivalence) initialisierten und das Messinstrument die ersten Testdaten übermittelte. Damit ist der wichtigste Meilenstein der Testphase erreicht, bevor sich herausstellt, ob Einsteins Relativitätstheorie auch nach dieser Satellitenmission noch Bestand haben wird.

“#TSAGE @onera_fr is on. The test masses have been released and servo looped!!!! Great all green“ lautet die Twitter-Nachricht der französischen Partner, die...

Im Focus: Genauester Spiegel der Welt bei European XFEL in Hamburg eingetroffen

Der vermutlich präziseste Spiegel der Welt ist bei European XFEL in der Metropolregion Hamburg eingetroffen. Der 95 Zentimeter lange Spiegel ist ein wichtiges Bauteil des Röntgenlasers, der 2017 in Betrieb gehen soll. Auf den ersten Blick sieht er einem normalen Spiegel durchaus ähnlich, ist jedoch extrem flach und glatt. Die größten Unebenheiten auf seiner Oberfläche haben eine Dimension von gerade einmal einem Nanometer, einem milliardstel Meter. Diese Präzision entspräche einer 40 Kilometer langen Straße, deren maximale Unebenheit gerade einmal so groß ist wie der Durchmesser eines Haars.

Der Röntgenspiegel ist der erste von mehreren, die an unterschiedlichen Stellen der Anlage zum Spiegeln und Filtern des Röntgenlaserstrahls eingebaut werden....

Im Focus: Erste Filmaufnahmen von Kernporen

Mithilfe eines extrem schnellen und präzisen Rasterkraftmikroskops haben Forscher der Universität Basel erstmals «lebendige» Kernporenkomplexe bei der Arbeit gefilmt. Kernporen sind molekulare Maschinen, die den Verkehr in und aus dem Zellkern kontrollieren. In ihrem kürzlich in «Nature Nanotechnology» publizierten Artikel erklären die Forscher, wie bewegliche «Tentakeln» in der Pore die Passage von unerwünschten Molekülen verhindern.

Das Rasterkraftmikroskop (AFM) ist kein Mikroskop zum Durchschauen. Es tastet wie ein Blinder mit seinen Fingern die Oberflächen mit einer extrem feinen Spitze...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

10. Essener Explosionsschutztage am 05.-06. Oktober 2016 mit fachbegleitender Ausstellung

06.05.2016 | Veranstaltungen

Entdeckungsreise durch die Welt der Meere und Ozeane auf dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

06.05.2016 | Veranstaltungen

Entscheidende Impulsgeber

06.05.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Fisch Verletzungen des Auges auf zellulärer Ebene regenerieren kann

06.05.2016 | Biowissenschaften Chemie

10. Essener Explosionsschutztage am 05.-06. Oktober 2016 mit fachbegleitender Ausstellung

06.05.2016 | Veranstaltungsnachrichten

Venusfliegenfalle: Vom Opfer zum Angreifer

06.05.2016 | Biowissenschaften Chemie