Zum ersten Mal haben Astronomen einen koronalen Massenauswurf (CME) auf einem anderen Stern als unserer eigenen Sonne beobachtet. Der Stern mit dem Namen HR 9024 (und auch als OU Andromeda bekannt) ist etwa 455 Lichtjahre entfernt im Sternbild Andromeda. Es ist ein aktiver, veränderlicher Stern mit einem starken Magnetfeld, von dem Astronomen sagen, dass es CMEs verursachen kann.
„Dieses bisher nie erreichte Ergebnis bestätigt, dass unser Verständnis der Hauptphänomene, die bei Flares auftreten, solide ist.“
Costanza Argiroffi, Hauptautorin, Universität Palermo und Associate Researcher am National Institute for Astrophysics in Italien.
CMEs sind ein Ausstoß von Plasma und anderem Material aus dem Sonnenkorona . Sie folgen oft einer Sonneneruption und sind mit aktiven Regionen auf der Oberfläche eines Sterns verbunden. Befindet sich der Materialauswurf nahe der Oberfläche des Sterns, spricht man von einer Sonnenprominenz. Wenn das Material darüber hinaus wandert, wird es als CME bezeichnet. CMEs sind auf unserer eigenen Sonne nicht selten.
Die neue Studie eine Beschreibung dieser Arbeit erscheint in der Zeitschrift Naturastronomie . Das Team hinter der Studie wird von Costanza Argiroffi von der Universität Palermo in Italien geleitet, die auch Associate Researcher am National Institute for Astrophysics in Italien ist. Diese CME-Erkennung bei einem anderen Stern ist von Bedeutung, da es sich um den ersten handelt. Sie sind außer auf der Sonne extrem schwer zu erkennen, da die räumliche Auflösung erforderlich ist, um sie zu sehen.
CMEs werden durch die elektromagnetischen Kraftlinien eines Sterns verursacht. Wenn sich diese Linien zu spiralförmigen Formen verdrehen, wird die Energie chaotisch und CMEs wirken wie eine Art Freisetzung für die Energie. Astrophysiker glauben, dass Sterne ohne CMEs sich einfach selbst auseinanderreißen würden.
'Die von uns verwendete Technik basiert auf der Überwachung der Geschwindigkeit von Plasmen während eines Sterneruptions''
Costanza Argiroffi, Hauptautorin, Universität Palermo.
Das Team nutzte die Chandra Röntgenobservatorium in dieser Studie und das High-Energy Transmission Grating Spektrometer (HETGS) an Bord von Chandra. Dieses Instrument ist in der Lage, die Bewegungen koronaler Plasmen mit Geschwindigkeiten von nur wenigen zehntausend Meilen pro Stunde zu messen, wie dieses vom HR 9024. Es ist das einzige Instrument, das in der Lage ist, so etwas zu sehen. Das CME wurde visuell nicht erkannt; es wurde beobachtet, als Chandra einen extrem starken Röntgenblitz entdeckte. Der intensive Röntgenblitz ging der CME voraus.
„Die von uns verwendete Technik basiert auf der Überwachung der Geschwindigkeit von Plasmen während eines stellaren Flares“, sagte Costanza Argiroffi (Universität Palermo in Italien und assoziierte Forscherin am Nationalen Institut für Astrophysik in Italien), die die Studie leitete. „Das liegt daran, dass in Analogie zur Sonnenumgebung erwartet wird, dass sich das Plasma, das in der koronalen Schleife eingeschlossen ist, in der der Flare stattfindet, während eines Flares zuerst nach oben und dann nach unten bewegt und die unteren Schichten der Sternenatmosphäre erreicht. Darüber hinaus wird aufgrund der mit der Fackel verbundenen CME auch eine zusätzliche Bewegung erwartet, die immer nach oben gerichtet ist.
Der CME von HR 9024 ist viel leistungsfähiger als alles, was unsere Sonne produzieren kann. Es war etwa 10.000 Mal größer als die massereichsten, die jemals von unserer Sonne aus gesehen wurden. Die CME hat etwa zwei Milliarden (kein Tippfehler) Pfund Material in den Weltraum geschleudert. Aber es ist nicht nur wegen seiner Stärke bemerkenswert. Die Beobachtung dieses CME stimmt sehr gut mit der Theorie überein, was Astronomen immer wieder begeistert.
Diese Sonneneruption auf der Sonne stammt aus dem Jahr 2011. Damals war sie die größte jemals entdeckte Sonneneruption. Sonneneruptionen gehen koronalen Massenauswürfen voraus und sind aufgrund ihrer extremen Temperaturen in Röntgenbildern sichtbar. Bildnachweis: NASA/SDO
Die Beobachtungen zeigen einige der inneren Funktionen von Flares und CMEs. Während der Flare steigt extrem heißes Material zwischen 10 und 25 Millionen Grad Celsius (18 bis 45 Millionen Grad Fahrenheit) auf und fällt dann mit Geschwindigkeiten zwischen 360.000 und 1.450.000 km/h (225.000 bis 900.000 mph). Diese Messungen stimmen mit Vorhersagen überein, die von stellaren Theorie.
„Dieses bisher nie erreichte Ergebnis bestätigt, dass unser Verständnis der Hauptphänomene, die bei Flares auftreten, solide ist“, sagte Argiroffi in a Pressemitteilung. “ Wir waren uns nicht so sicher, dass unsere Vorhersagen so mit Beobachtungen übereinstimmen könnten, denn unser Verständnis von Flares basiert fast vollständig auf Beobachtungen der Sonnenumgebung, wo die extremsten Flares im X- emittierte Strahlung.“
„Der wichtigste Punkt unserer Arbeit ist jedoch ein anderer: Wir fanden nach dem Aufflackern heraus, dass das kälteste Plasma – mit einer Temperatur von ‚nur‘ sieben Millionen Grad Fahrenheit – mit einer konstanten Geschwindigkeit von etwa 185.000 . vom Stern aufstieg Meilen pro Stunde“, sagte Argiroffi in einer Pressemitteilung. „Und diese Daten sind genau das, was man für die CME im Zusammenhang mit der Fackel erwartet hätte.“
Die Größe des CME, die in den Chandra-Daten offenbart wurde, stellte die der Sonne in den Schatten. Die Beobachtungen zeigen, dass CMES in sehr aktiven Sternen wie HR 9024 großräumige Versionen von CMEs sind, die wir in unserer eigenen Sonne sehen. Aber die Geschwindigkeit des CME ist viel geringer als erwartet. Dies deutet darauf hin, dass das Magnetfeld in den aktiven Sternen bei der Beschleunigung von CMEs wahrscheinlich weniger effizient ist als das Magnetfeld der Sonne.
Die schleifenden, chaotischen Magnetfeldlinien der Sonne, wie sie das Solar Dynamics Observatory der NASA im extremen ultravioletten Licht sieht. HR 9024 ist magnetisch viel aktiver als unsere Sonne. Bildquelle: NASA/SDO
HR 9024 selbst ist ein interessanter Star. Es ist ein riesiger Stern, in stellarer Terminologie, obwohl er „nur“ 2,86 Sonnenmassen und 9,46 Sonnenradien hat. Es hat auch eine ungewöhnlich hohe Spinrate für einen Stern seines Alters. Einige Astronomen glauben, dass es einen nahegelegenen verschlungen haben könnte Heißer Jupiter , was ihm seine hohe Spinrate verlieh. Im Gegensatz zu unserer Sonne zeigt sie fast konstantes Flackern, eine Wirkung ihres starken Magnetfelds.
Die Korona von HR 9024 wird von starken, schleifenförmigen magnetischen Strukturen dominiert und bis zu 30% der Oberfläche des Sterns zeigen Sonnenaktivität. So weit zurück wie 2003 , stellten Astronomen die Hypothese auf, dass diese wechselwirkenden Schleifenstrukturen Flackern verursachen, die für die Erwärmung des koronalen Materials auf so hohe Temperaturen verantwortlich sind.
Im Laufe der Zeit wird erwartet, dass die Spin-Rate von HR 9024 abnimmt, was die Leistung seiner Fackeln und CMEs verringern sollte. Vielleicht sind wir lange genug da, um zuzusehen und zu sehen.
