Sternenbremse

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Sterne drehen sich um ihre Achse - manche tun dies sogar sehr schnell. Die Drehgeschwindigkeit nimmt jedoch von Geburt an rapide ab, was eigentlich einem grundlegenden physikalischen Erhaltungssatz widerspricht. Deshalb entwickelten Astronomen einige Ideen, welche die Unstimmigkeiten erklären sollten. Ein bislang favorisierter Vorschlag lässt sich nun offenbar doch nicht halten - dass das eigene Magnetfeld den Himmelskörper abbremst. Dafür greifen Wissenschaftler nun eine ältere, bislang eher unbeachtete Idee neu auf.

Thorsten Krome

Dass Sterne sich drehen, ist ein alter Hut. Bereits im 16. Jahrhundert entdeckte der italienische Gelehrte und Astronom Galileo Galilei das Phänomen, als er die Sonne beobachtete. Astronomen vermuten heute, dass die Drehung ein Überbleibsel der Rotationsbewegung der Gaswolke ist, aus der sich der Stern einst bildete. "Das Rätsel ist aber auch nicht, woher die Drehung des Sterns kommt, sondern wie er sie wieder los wird", stellt Keivan Stassun von der University of Wisconsin in Madison fest. Denn eigentlich sollte sich der Himmelskörper bis in alle Ewigkeit weiter drehen, da es im schwerelosen Raum kaum Reibung gibt und der Drehimpuls eine Erhaltungsgröße ist.

Im Grunde müsste die Drehgeschwindigkeit eines Sterns sogar zunehmen, da er wesentlich kompakter ist als die Wolke, die ihn hervorbrachte. "Wie ein Eiskunstläufer, der sich schneller dreht, wenn er die Arme an sich heranzieht, sollten sich neu entstandene Sterne extrem schnell drehen", meint Stassun. Das Gegenteil ist aber der Fall.

Wo bleibt also der Drehimpuls? Was bremst die Himmelskörper ab? Die am weitesten verbreitete Annahme ist, dass das Magnetfeld der Sterne wie eine Leine wirkt, welche die Gasscheibe im Schlepptau hat, die viele junge Sterne um sich tragen. Die Gasscheibe dreht sich langsamer als der Stern und bremst so das gesamte System ab. Astronomen bezeichnen den Vorgang als magnetic disk-locking.

Stassun und seine Kollegen von University of Wisconsin, dem U.S. Naval Observatory und der Tel Aviv University überprüften nun diese Annahme: Mit Hilfe einer Infrarotkamera und des Cerro-Tololo Telescope in Chile suchten sie nach den Gasscheiben sehr junger Sterne. Von der Erde aus sind diese Akkretionsscheiben nur im infraroten Wellenlängenbereich zu sehen.

Für die Suche wählten die Astronomen zwei stellare Kinderstuben in der Milchstraße aus: Die eine befindet sich im Sternbild des Orions, die andere in dem des Stiers. Stassun und seine Kollegen untersuchten 32 sehr junge Sterne auf Gasscheiben, wobei die Drehgeschwindigkeit der Himmelskörper durch frühere Arbeiten von William Herbst von der Wesleyan University bekannt war.

Überraschenderweise stellten die Forscher fest, dass kaum ein Stern überhaupt eine Gasscheibe trug – was die Idee von einem Wechselspiel zwischen Magnetfeld und Akkretionsscheibe unwahrscheinlich macht. Auch bei Sternen, die sich noch mit ihrer maximalen Geschwindigkeit drehten, konnten die Forscher keine Scheibe finden. Laut Frederick Vrba vom U.S. Naval Observatory muss also etwas anderes den Stern abbremsen. Es erscheine nun zweifelhaft, ob magnetic disk-locking in dem Maße auftritt, wie man es bislang vermutete. Andere Erklärungen müssen her.

Eine andere Überlegung, die Astronomen eigentlich bereits vor Jahren verworfen hatten, scheint laut Stassun nun wieder an Bedeutung zu gewinnen. Die Idee ist hier, dass stellare Winde – Strömungen aus Gas, die der Stern von seiner Oberfläche wegbläst – auch einen Teil des Drehimpulses mitnehmen und die Bewegung so abbremsen. Bislang musste diese Vermutung gegenüber dem magnetic disk-locking ein karges Dasein fristen, nun scheint es aber an der Zeit, sie wiederzubeleben.

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