Globale magnetische Aktivität

Die gemeinsame Magnetosphäre des Doppelsternsystems V406 Sgr. Als Grundlage für die Extrapolation des Magnetfeldes wurden Zeeman-Dopplerkarten der beiden Sterne verwendet (Graphik: V. Holzwarth, KIS; S. G. Gregory, Univ. St Andrews)

Dieser Forschungsschwerpunkt widmet sich dem physikalischen Ursprung, der Entwicklung, und der Energetik der solaren und stellaren Magnetfelder, dem Strömungsfeld innerhalb der Sonne sowie der Wechselwirkung zwischen Sonne und Erde. Um die Sonne in ihrer stellaren Familie einordnen zu können, werden auch die Magnetfelder anderer Sterne und deren Einflüsse auf die umgebenden Planeten untersucht.

Die Untersuchung der Tiefenabhängigkeit der meridionalen Zirkulation ist ein zentrales Anliegen, um den solaren Dynamo zu verstehen. Wir entwickelten neue  globale und lokale helioseismische Techniken zur Untersuchung dieser Strömung tief im Sonneninnern.

Die Untersuchung anderer Sterne vertieft unser Verständnis des Sterninneren und der stellaren Aktivität. Mittels Daten der Kepler-Mission und asteroseismischen Methoden konnten wir wichtige stellare Parameter wie Masse und Radius bestimmen, die durch sonstige astronomische Beobachtungen nicht leicht zugänglich sind. Sonnenähnliche Oszillationen wurden auch auf Scuti-Sternen nachgewiesen, womit man nun auch den Aufbau dieser Sterne mittels asteroseismischer Analysen bestimmen kann.

Der Magnetismus von sonnenähnlichen Sternen, die sich von der Hauptreihe weg entwickelt haben, ist wichtig, um die Entwicklung des globalen stellaren Magnetismus und Dynamos zu verstehen. Die Aktivität solcher Sterne ist stark abgeklungen und schwierig zu messen. Wir haben eine neuartige Methode entwickelt, um auch sehr schwache stellare Felder nachzuweisen.  Mit bisher unerreichter Empfindlichkeit wurde das bisher schwächste stellare Magnetfeld auf dem K-Riesen Arktur gemessen; auch in Roten Riesen scheint also noch ein stellarer Dynamo zu wirken.

Magnetische Aktivität bewirkt auch eine zusätzliche Durchmischung von Kernfusionsprodukten vom stellaren Kern in die Hülle. Wir fanden Hinweise auf solche zusätzliche Durchmischung in einigen Roten Riesen in Doppelsternsystemen.

Um Magnetfelder in der Endphase der Sternentwicklung zu verstehen, untersuchen wir den Magnetismus Weißer Zwerge. Wir fanden den zweiten Weißen Zwerg mit polarisierten CH Molekülbanden; solche Objekte sind also weniger selten als bisher vermutet.Sterne können auch als riesige Gravitationswellendetektoren verwendet werden. Erstmals wurde eine direkte Obergrenze des stochastischen Gravitationswellenhintergrunds aus helioseismischen Daten bestimmt.

Strahlung, Aktivität und Wind eines Sterns beeinträchtigen die Atmosphären seiner Planeten. Wir haben gezeigt, dass Polarimetrie eine wertvolle Methode ist, um exoplanetare Atmosphären zu untersuchen. Insbesondere fanden wir, dass die Atmosphären von heißen Jupitern stark von Rayleigh-Streuung beeinflusst werden können.