Das berühmte planetensuchende Kepler-Raumschiff blickte auf den wunderschönen Plejadensternhaufen und maß die Spinraten von Hunderten von Plejadensternen.
Dieses Bild zeigt den Plejaden-Sternhaufen aus Sicht des Satelliten WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer). Bild über NASA / JPL-Caltech / UCLA.
Sie kennen das Kepler-Raumschiff wahrscheinlich als den berühmten Planetenjäger, der mehr als die Hälfte aller bekannten Exoplaneten entdeckt hat. Aber Kepler ist jetzt in einer erweiterten Mission namens K2. Die NASA hat soeben eine Studie angekündigt (12. August 2016), in der das Schiff zu einem ganz anderen Zweck eingesetzt wurde: zur Erfassung der Rotations- oder Rotationsrate von Sternen im Plejaden-Sternhaufen, auch bekannt als die Sieben Schwestern.
Hast du die Plejaden gesehen? Der Haufen ist für das Auge von allen Teilen der Erde aus gut sichtbar und erscheint als winziger, nebliger Wasseramsel, der an diesen Augustmorgen vor Tagesanbruch im Osten aufsteigt. Die Sterne in den Plejaden sind relativ jung, nur etwa 125 Millionen Jahre alt, während unsere Sonne viereinhalb Milliarden Jahre alt ist. Alle wurden vor relativ kurzer Zeit zusammen aus einer einzigen Wolke von Gas und Staub im Weltraum geboren, und die Sterne bewegen sich immer noch zusammen im Weltraum. Außerdem ist der Cluster mit nur 445 Lichtjahren relativ nahe gelegen.
Kelly Dreller in Lake Havasu City, Arizona, hat dieses Foto erst vor wenigen Nächten aufgenommen, als ein Perseidenmeteor vom Plejadensternhaufen zischte. Danke, Kelly!
All diese Gründe erklären, warum der Plejaden-Cluster ein gutes Labor ist, um zu untersuchen, wie sich Sterne bilden und entwickeln und wie sich Planeten um sie herum entwickeln könnten.
Luisa Rebull, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Infrarot-Verarbeitungs- und Analysezentrum von Caltech in Pasadena, Kalifornien, ist Hauptautorin von zwei neuen Arbeiten und Mitautorin einer dritten Arbeit über die neuen Ergebnisse, die alle im Internet veröffentlicht werden Astronomisches Tagebuch. Sie erklärte:
Wir hoffen, dass wir durch den Vergleich unserer Ergebnisse mit anderen Sternhaufen mehr über die Beziehung zwischen der Masse eines Sterns, seinem Alter und sogar der Geschichte seines Sonnensystems erfahren.
In der Erklärung der Astronomen wurde erklärt, dass die Plejadensterne einen Stern erreicht haben jungen Erwachsenenalterund dass sie sich wahrscheinlich mit der schnellsten Geschwindigkeit drehen, die sie jemals erreichen werden.
Rebull und Kollegen verwendeten Kepler, um die Rotationsraten von mehr als 750 Sternen in den Plejaden über einen Zeitraum von 72 Tagen zu messen. Ihre Messungen umfassten etwa 500 der massearmsten, winzigsten und schwächsten Cluster-Mitglieder, deren Rotationen zuvor mit bodengestützten Instrumenten nicht erfasst werden konnten. Kepler maß die Rotation dieser Sterne, indem er kleine Helligkeitsänderungen auffing, die durch Sternflecken verursacht wurden (analog zu Sonnenflecken auf unserer Sonne). Wenn sich Sterne drehen, kommen ihre Sternflecken in Keplers Blickfeld hinein und heraus. In der Erklärung der Astronomen heißt es:
Während der Beobachtung der Plejaden tauchte in den Daten ein klares Muster auf: Massereichere Sterne neigten dazu, sich langsam zu drehen, während weniger massive Sterne dazu neigten, sich schnell zu drehen.
Die Perioden der großen und langsamen Sterne reichten von einem bis zu 11 Erdentagen.
Viele massearme Sterne benötigten jedoch weniger als einen Tag, um eine Pirouette fertigzustellen. (Zum Vergleich: Unsere beruhigte Sonne dreht sich nur einmal alle 26 Tage vollständig.) Die Population langsam rotierender Sterne reicht von etwas größeren, heißeren und massereicheren Sternen als unsere Sonne bis hin zu anderen Sternen, die etwas kleiner, kühler und dunkler sind weniger massiv. Am anderen Ende besitzen die schnell rotierenden, leichtfüßigen Sterne mit der geringsten Masse nur ein Zehntel der Masse unserer Sonne.
Rebel und Kollegen glauben, dass die Hauptursache für diese unterschiedlichen Spinraten die innere Struktur der Sterne ist. Ihre Aussage sagte:
Größere Sterne haben einen riesigen Kern, der von einer dünnen Schicht Sternmaterial umgeben ist und einem Prozess unterliegt, der Konvektion genannt wird und den wir aus der kreisförmigen Bewegung von kochendem Wasser kennen. Kleine Sterne bestehen dagegen fast ausschließlich aus konvektiven, wirbelnden Regionen.
Wenn Sterne reifen, verlangsamt der Bremsmechanismus durch Magnetfelder leichter die Rotationsgeschwindigkeit der dünnen, äußersten Schicht großer Sterne als die vergleichsweise dicke, turbulente Masse kleiner Sterne.
Rebull und Kollegen analysieren jetzt K2-Missionsdaten eines älteren Sternhaufens, Praesepe, der im Volksmund als Beehive Cluster bekannt ist.