ESO Teleskope werden benutzt, um nach feinen Anzeichen magnetischer Felder in anderen Sternen zu suchen
und sogar um Sonnenflecken auf deren Oberflächen zu loaklisieren.
Diese Informationen sind der Beginn zur Entschlüsselung warum so viele Sterne, inklusive unserer Sonne, magnetisch sind
und was dies für Implikationen für das Leben auf der Erde und an anderen Orten im Universum haben könnte.
Das ist der ESOcast! Brandaktuelle Wissenschaft und das Leben hinter den Kulissen der ESO, der Europäischen Südsternwarte.
Vor über 400 Jahren war Galileo Galilei einer der ersten Astronomen,
die bemerkten, dass die Oberfläche der Sonne dunkle Makel aufwies, die wir nun als Sonnenflecken kennen.
Was Galileo nicht erkannte war, dass diese dunklen Flecken ein Zeichen sind, dass die Sonne ein magnetischer Stern ist.
Sonnenflecken erscheinen dunkel, weil in diesen Regionen starke magnetische Felder
den Transport von Wärme an die Oberfläche begrenzen.
Dieser Prozess macht solche Bereiche viel kälter - und lässt sie daher dunkler erscheinen -
als die helle umgebende Oberfläche.
Während der Entwicklung der Sonnenflecken verstärkt sich die Intensität und Komplexität des magnetischen Feldes
und wird mehr und mehr verworren.
Schließlich reisst bei einigen Sonnenflecken das Magnetfeld
und die dort angesammelte Energie wird auf einmal in einem grellen heftigen Blitz entladen.
In Form von Sonneneruptionen und Sonnenstürmen wird diese Energie ins All geschossen.
Wenn sie auf die Erde gerichtet sind, erreicht die Energie uns als ein Strom geladener Partikel
und wird größtenteils vom Magnetfeld der Erde abgelenkt.
Einige der geladenen Partikel durchstoßen es jedoch und rufen
in den Nord- und Südpolarregionen wunderschöne Aurorae hervor.
Aber diese Schönheit kann auch Gefahr signalisieren.
Wenn Sonnenstürme stark genug sind, können sie geomagnetische Stürme auf der Erde verursachen,
die Satelliten zerstören, die Kommunikation im Luftverkehr unterbrechen und sogar das Energieversorgungsnetz lahm legen können.
In unserer technologisierten Ära ist diese Gefahr Grund genug den Magnetismus der Sonne zu studieren.
Dass die Sonne magnetisch ist, ist nichts besonderes.
Die meisten Sterne in unserer Galaxie haben irgendeine Art von Magnetfeld.
Obwohl wir den Prozess, der das magnetische Feld unserer Sonne erzeugt, nicht vollkommen verstehen,
erwarten wir, dass andere sonnenähnliche Sterne ähnliche Eigenschaften aufweisen.
Aber, die Prozesse, die den Magnetismus antreiben, können bei manchen Klassen ferner Sterne,
wie bei viel heißeren oder massreicheren Sternen als unsere Sonne - sehr unterschiedlich sein.
Was wir jedoch wissen, ist, dass Sonneneruptionen und -Stürme das Leben auf der Erde tiefgreifend beeinflussen können.
Die Erfassung der Eigenschaften des Magnetfeldes eines Sterns kann Astronomen bei der Einschätzung helfen,
wie geeignet ein umkreisender Planet für Leben sein kann.
Das Magnetfeld eines Sterns kann durch den sogenannten Zeeman Effekt gemessen werden.
Chemische Elemente erzeugen dünne dunkle Absorptionslinien im Spektrum eines Sterns.
Hat der Stern ein Magnetfeld, spalten sich diese Linien in Dreiergruppen (oder noch komplexere Gruppierungen).
Diese Spaltungen können gemessen und von Astronomen zur Einschätzung der Stärke eines Magnetfelds genutzt werden.
Aber der Zeeman Effekt führt zu einem weiteren Effekt - das Sternenlicht wird polarisiert.
Dieses polarisierte Signal kann von den Astronomen als entscheidender Hinweis genutzt werden,
um die Existenz eines stellaren Magnetfeldes zu erkennen.
ESOs Teleskope und Instrumente - wie das FORS am Very Large Telescope -
sind zur Erkennung von Polarisation ausgestattet.
Sie sind mächtige Werkzeuge mit denen man stellare Magnetfelder messen kann.
Eines dieser Instrumente ist HARPS - der High Accuracy Radial velocity Planet Searcher.
Es ist Teil von ESOs La Silla Observatory in Chile.
HARPS misst den Doppler-Effekt stellarer Spektrallinien sehr genau,
um nach den feinen Signalen von Exoplaneten zu suchen.
Aber HARPS kann auch die Polarisation von Spektrallinen zur Erkennung eines stellaren Magnetfeldes messen.
Bei einigen Sternen kann dieser Spektrograph tausende Spektrallinien auf einmal messen,
was hilft Signale sogar von den schwächsten Magnetfeldern zu messen.
Indem sie einen Stern mehrmals während seiner Rotation beobachten,
können Astronomen nun diese Messungen der Polarisation nutzen, um
Karten von magnetfeldbezogenen Sonnenflecken auf fernen Sternen zu erstellen.
Es ist unmöglich solche Bilder direkt durch große Teleskope zu erhalten,
da fast alle Sterne schlicht und ergreifend zu weit entfernt sind, als das man mehr als nur einen Lichtpunkt sehen könnte.
Aber dank der großen Menge an Informationen, die in den polarisierten Signalen enthalten ist,
können wir einiges über die stellaren Magnetfelder in Erfahrung bringen
und Daten erhalten, die uns sonst verborgen geblieben wären.
Astronomen fanden heraus, dass die meisten Sterne magnetisch sind, allerdings auf verschiedene Art und Weise.
Das heißt, dass es verschiedene Prozesse geben muss, die Magnetfelder erzeugen und aufrecht erhalten.
Wir wissen, dass diese Magnetfelder andererseits großen Einfluss auf das Verhalten eines Sterns in seinem Leben haben.
Sie spielen eine wichtige Rolle im komplexen Prozess der Sternentstehung
und am anderen Ende des Sternenlebens sind sie maßgeblich um
das bizarre Verhalten von Gammablitzen, Pulsaren und - den extremsten von allen - Magnetaren zu erklären.
Astronomen studieren nun eifrig stellare Magnetfelder,
um ihren Einfluss auf die Bewohnbarkeit von Gesteinsplaneten um sie herum zu beurteilen.
Das Magnetfeld eines Sterns kann den Anteil von Strahlung, der die Oberfläche eines Planeten erreicht, stark beeinflussen.
Intensive Ausbrüche auf Sternen erzeugen ultraviolette Strahlung, die tödlich
für die meisten Lebensformen, primitiv und hochentwickelt, ist.
Magnetismus hat im gesamten Universum Effekte,
von der Erdoberfläche bis hin zu fernen explodierenden Sternen.
Polarisationsmessungen helfen Astronomen
die magnetischen Eigenschaften unseres Sterns und die aller anderen Sterne im Universum zu verstehen.
Transkription durch ESO; Übersetzung Jasmin Hau