Astronomen wissen seit langem, dass Sterne oft eine schwierige Kindheit haben. Sie leiden unter häufigen und heftigen Schüben. Aber schließlich, wenn sie sich auf der Hauptreihe niederlassen, wachsen Sterne aus ihrer zerstörerischen Art heraus, was für uns dankbar ist, da große Flares unserer Biosphäre ernsthaften Schaden zufügen könnten. Eine neue Studie bestätigt die Erwartungen, dass einige Sterne nie aus ihrer schurkischen Art herauswachsen und dass die kleinsten Sterne anfällig für die häufigsten Flares sein können.
Die Studie verwendet Daten der vom Hubble-Weltraumteleskop durchgeführten Erhebung Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search (SWEEPS). Diese Untersuchung wurde über einen Zeitraum von sieben Tagen im Jahr 2006 durchgeführt und war ursprünglich darauf ausgelegt, nach Transitplaneten zu suchen, indem wiederholt über 200.000 Sterne auf Transitsignale abgebildet wurden. Da die Erkundung jedoch so viele Rote Zwergsterne umfasste, die kleinsten und häufigsten Sterne im Universum, konnte ein Team um Rachel Osten vom Space Telescope Science Institute damit die Flaresrate dieser winzigen Sterne einschränken.
Das Team entdeckte schließlich 100 Sterneruptionen, von denen einige die Gesamthelligkeit ihres Muttersterns um bis zu 10 % erhöhten. Im Allgemeinen waren die meisten Fackeln kurz und dauerten im Durchschnitt nur 15 Minuten. Einige Sterne flackerten mehrmals. Diese Flares beschränkten sich nicht nur auf junge Sterne, sondern auch auf hochentwickelte Sterne, darunter mehrere variable Sterne, die häufiger zu flackern schienen.
„Wir haben herausgefunden, dass veränderliche Sterne etwa tausendmal häufiger aufflackern als nicht veränderliche Sterne“, sagt Adam Kowalski, ein weiteres Teammitglied. „Die veränderlichen Sterne rotieren schnell, was bedeuten könnte, dass sie sich in schnell umlaufenden Doppelsternsystemen befinden. Wenn die Sterne große Sternflecken besitzen, dunkle Regionen auf der Oberfläche eines Sterns, wird das Licht des Sterns variieren, wenn sich die Flecken in und aus dem Sichtfeld drehen. Sternflecken entstehen, wenn magnetische Feldlinien durch die Oberfläche stechen. Wenn es also große Flecken gibt, gibt es ein großes Gebiet, das von starken Magnetfeldern bedeckt ist, und wir haben festgestellt, dass diese Sterne mehr Flares hatten.“
Ein Teil des Grundes, warum Zwergsterne mehr aufflammen, liegt in der Tatsache, dass sie tiefe Konvektionszonen haben (gezeigt durch ihren Mangel an Lithium in der Photosphäre, das durch Konvektion zerstört wird, die es in Tiefen zieht, die heiß genug sind, um es zu zerstören). Diese Massenbewegung ionisierter Partikel erzeugt einen Dynamo und starke Magnetfelder auf dem Stern. Wenn sich diese Felder besonders verheddern, können sie brechen und sich spontan in einen niedrigeren Energiezustand zurückbilden. Die verlorene Energie wird in die äußeren Schichten der Sterne geleitet, die sie mit enormen Energiemengen aufheizen und große Mengen an Ultraviolett-, Röntgen- und sogar Gammastrahlung sowie geladenen Teilchen freisetzen. Unter extremeren Umständen bilden sich die Felder nicht sofort neu, sondern schwingen nach außen, während sie sich abwickeln, große Mengen des Sterns mit sich ziehen und ihn in einem koronalen Massenauswurf (CME) nach außen schleudern.
Eines der Ergebnisse der erhöhten magnetischen Aktivität ist eine größere Anzahl und Größe von Sonnenflecken. Laut Osten „bedecken Sonnenflecken weniger als 1 Prozent der Sonnenoberfläche, während Rote Zwerge Sternflecken haben können, die die Hälfte ihrer Oberfläche bedecken.“