Überraschende Entdeckung: Astronomen haben erstmals die Veränderungen von Sternenflecken auf einem Riesenstern beobachtet und sind dabei auf überraschende Ergebnisse gestoßen. Der rund 642 Lichtjahre entfernte Stern XX Trianguli weist dunkle Flecken von gigantischer Größe auf, die sich im chaotischen Rhythmus verändern – ganz anders als der regelmäßige Zyklus der Sonnenflecken auf unserer Sonne. Diese Entdeckung deutet darauf hin, dass der Riesenstern einen grundlegend anderen Magnetdynamo besitzen könnte, was die Suche nach Exoplaneten um solche Sterne erheblich erschweren könnte, erläutern die Forscher.

Bereits seit Jahrhunderten beobachten Astronomen das Phänomen der Sonnenflecken.

Diese dunklen, kühleren Bereiche entstehen in magnetisch aktiven Zonen der Sonnenoberfläche und sind oft der Ausgangspunkt für solare Ausbrüche und Sonnenstürme. Wie viele Sonnenflecken auftreten, ist nicht zufällig: Sie konzentrieren sich während des solaren Maximums, der aktivsten Phase des elfjährigen Sonnenzyklus.

Langzeitbeobachtungen liefern neue Erkenntnisse

Aber wie verhalten sich Sternenflecken bei anderen Sonnen? Laut theoretischen Modellen sollten auch sie Flecken bilden. Doch wann und wo diese erscheinen, und wie stark sie die Oberflächenbeschaffenheit eines Sterns prägen, ist weitgehend unerforscht. Nur wenige Sterne sind nah genug, um ihre Oberfläche detailliert zu untersuchen. Klaus Strassmeier vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) und seine Kollegen betonen, dass zuvor nur Einzelaufnahmen von Sternenflecken existierten, die keine zeitlichen Abfolgen preisgeben.

Die Langzeitbeobachtungen des Riesensterns XX Trianguli, der etwa zehnmal größer als unsere Sonne ist und eine Temperatur von rund 4.630 Kelvin aufweist, bieten nun neue Perspektiven. Bei einer Teleskopbeobachtung im Jahr 2033 konnten Astronomen einen riesigen, dunklen Sternenfleck identifizieren, der fast 10.000-mal größer ist als jeder Sonnenfleck bekannt von unserer Sonne.

Chaotische Veränderungen der Sternenflecken

Bereits seit 2006 wird der Riesenstern kontinuierlich mit einem robotischen Teleskop am STELLA-Observatorium auf Teneriffa beobachtet. Die gesammelten Daten wurden nun ausgewertet und ergeben die erste Langzeitbeobachtung von Sternenflecken auf einem fremden Stern. Über einen Zeitraum von 16 Jahren haben sich die großen dunklen Flecken auf XX Trianguli in Lage, Größe und Form ständig verändert. Im Gegensatz zur festgelegten Regelmäßigkeit der Sonnenflecken war jedoch kein klarer Aktivitätszyklus erkennbar, was auf einen hohen Grad an Unordnung hindeutet.

Ein unregelmäßiger Sternenzyklus

Die Befunde legen nahe, dass XX Trianguli, im Gegensatz zu unserer Sonne, keinen regelmäßigen Aktivitätszyklus aufweist. Stattdessen scheint die Bildung seiner Flecken chaotisch und unvorhersehbar zu erfolgen. Darüber hinaus blieb XX Trianguli während der gesamten Beobachtungsperiode nie ohne Flecken, was darauf hindeutet, dass der Stern möglicherweise heller ist, als frühere Beobachtungen vermuten ließen. Schätzungen deuten auf einen Lichtverlust von etwa zehn Prozent hin, was eine ungefleckte Helligkeit von rund 0,1 Magnituden über den bisher hellsten beobachteten Zuständen erwarten lässt.

Herausforderung für die Exoplanetenforschung

Diese überraschenden Ergebnisse haben auch weitreichende Implikationen für die Suche nach Planeten um fremde Sterne. Sollte das chaotische Muster der Fleckenbildung bei XX Trianguli auch bei anderen Sternen auftreten, könnte dies die Identifizierung von Exoplaneten erheblich komplizieren. Diese Planeten werden häufig anhand der winzigen wackeligen Bewegungen des Sterns erkannt, die durch die Schwerkraft eines umlaufenden Planeten verursacht werden. Die großen, unregelmäßig positionierten Flecken von XX Trianguli führen dazu, dass sich das Photozentrum des Sterns auch ohne Planeten um bis zu zehn Prozent bewegt. Diese Schwankungen könnten die Anwesenheit von Exoplaneten vortäuschen.

Abschließend ist die Frage, wie häufig andere Sterne ähnliche chaotische Flecken aufweisen, noch offen. Diese Entdeckung könnte nicht nur unser Verständnis der Sternenentwicklung revolutionieren, sondern auch unsere Strategien bei der Erforschung anderer Planetensysteme beeinflussen.

(Nature Communications, 2024; doi: 10.1038/s41467-024-54329-4)