Starkes Magnetfeld in Rotem Riesen beobachtet

Im Inneren von roten Riesensternen herrschen Magnetfelder, die zehn Millionen Mal stärker sind als das irdische Magnetfeld. Das zeigen erstmals Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit dem Weltraumteleskop Kepler. Die Magnetfelder verraten sich, weil sie bestimmte Schwingungen des Sterns dämpfen, die von außen sichtbar sind. Das innere Magnetfeld spiele vermutlich eine wichtige Rolle für die Entwicklung und das endgültige Schicksal der Roten Riesen, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Science“.

Kugelförmiger Stern mit Schwingungen an der Oberfläche, ein Viertel der Kugel ist aufgeschnitten und erlaubt einen Blick auf die Schwingungen im Inneren.
Blick ins Sterninnere

„So wie wir mit Ultraschall-Untersuchungen in das Innere eines Menschen blicken können, erlauben Sternschwingungen einen Blick in das Innere eines Sterns“, sagt Jim Fuller vom California Institute of Technology in Pasadena. Rote Riesen sind besonders geeignete Himmelsobjekte für dieses Verfahren, da an der Oberfläche durch Turbulenzen erzeugte Schallwellen bis in die Zentralregion der Sterne vordringen. Bei normalen Sternen wie unserer Sonne werden sie dagegen an der Kernregion reflektiert.

In der Zentralregion eines Roten Riesen wandeln sich die Schallwellen aufgrund der hohen Dichte in sogenannte Schwerewellen um, bei denen die Schwerebeschleunigung für die Ausbreitung entscheidend ist. Diese Umwandlung hat Konsequenzen, die noch an der Oberfläche sichtbar sind: Sie führen beispielsweise zu Dipol-Schwingungen des Sterns, bei denen die Helligkeit der beiden Hemisphären des Sterns gegenläufig pulsiert. Beobachtungen mit dem Kepler-Teleskop zeigen jedoch, dass solche Dipol-Oszillationen bei einigen Roten Riesen nur stark gedämpft auftreten.

Fuller und seine Kollegen erklären dieses Phänomen nun mit einem „magnetischen Treibhauseffekt“: Wenn im Inneren eines Sterns starke Magnetfelder herrschen, können sie die Ausbreitung der Schwerewellen stark beeinflussen – und zwar so stark, dass diese in der Zentralregion gefangen sind. Dadurch geht die Energie der Wellen für die Sternschwingungen verloren und die Dipol-Oszillationen werden entsprechend stark abgeschwächt. Damit bietet sich erstmals auch ein Erklärungsansatz, warum in der weiteren Entwicklung nur aus einigen Roten Riesen stark magnetische Weiße Zwerge oder Neutronensterne hervorgehen. Weitere Forschungen müssen nun zeigen, warum einige Rote Riesen ein starkes Magnetfeld im Inneren besitzen und andere nicht.