Der Rote Zwergstern Proxima Centauri ist unser nächster Nachbar im All, seine beiden nur rund vier Lichtjahre von uns entfernten Planeten könnten daher die ersten Ziele künftiger interstellarer Raummissionen sein. Doch wie sich nun bestätigt, ist ihr Stern alles andere als ruhig: Astronomen haben im Mai 2019 einen extremen Strahlenausbruch von Proxima Centauri beobachtet. Er dauerte nur wenige Sekunden, setzte aber enorme Energiemengen in Form von Strahlung frei. Im Radio- und Millimeterbereich war dies sogar der stärkste je detektierte Ausbruch dieses Sterns. Für die Lebensfreundlichkeit der Planeten um Proxima Centauri sind dies jedoch weniger gute Nachrichten.
Der Stern Proxima Centauri liegt nur rund vier Lichtjahre von uns entfernt. Entsprechend intensiv haben Astronomen dort nach Planeten gesucht – mit Erfolg. Inzwischen ist klar, dass unser Nachbarstern zwei Planeten besitzt. Der äußere Planet, Proxima Centauri c, ist eine Supererde mit etwa siebenfacher Erdmasse, die den Stern außerhalb der habitablen Zone umkreist. Anders ist dies bei Proxima Centauri b, dem inneren der beiden Planeten. Er ist etwa so groß wie die Erde, kreist in der habitablen Zone seines Sterns und hat vielleicht auch flüssiges Wasser. Insofern könnte dieser erdähnliche Planet möglicherweise sogar lebensfreundlich sein. Denn Proxima Centauri b ist seinem Stern zwar deutlich näher als die Erde der Sonne, dafür ist dieser ein Roter Zwerg – ein Stern, der deutlich kleiner und kühler ist als unsere Sonne. Drei Viertel aller Sterne in der solaren Nachbarschaft gehören zu diesem Spektraltyp.
Stellarer Ausbruch auf allen Kanälen
Das Problem jedoch: Viele Rote Zwerge sind sehr aktiv und erzeugen oft starke Strahlenausbrüche. Dabei werden Schübe energiereicher Strahlung frei, die für Leben auf nahen Planeten potenziell tödlich sein könnten. Auch die Atmosphäre eines solchen Planeten könnte durch die Strahlen- und Teilchenstürme im Laufe der Zeit ausgedünnt oder weggerissen werden. Astronomen diskutieren daher schon seit längerem, ob sich Leben auf Exoplaneten um Rote Zwerge überhaupt bilden oder halten könnte. Das gilt auch für Proxima Centauri. Von unserem Nachbarstern ist bekannt, dass sich auf ihm regelmäßig Strahlenausbrüche ereignen – teilweise mehrfach pro Tag. “Proxima Centauri ist ähnlich alt wie unsere Sonne, daher traktiert er seine Planeten wahrscheinlich schon seit Milliarden Jahren mit energiereichen Flares”, erklärt Co-Autorin Alycia Weinberger von der Carnegie Institution for Science in Washington DC.
Wie heftig die Strahlenausbrüche bei Proxima Centauri ausfallen können, belegen nun Beobachtungen eines Astronomenteams um Meredith MacGregor von der University of Colorado. Die Forscher hatten unseren Nachbarstern mit neun erdbasierten und im Orbit stationierten Teleskopen ins Visier genommen – darunter die Weltraumteleskope Hubble und TESS sowie die Radioantennen des Atacama Large Millimeter Array (ALMA). Im Frühjahr und Sommer 2019 richteten sie die Optiken dieser Teleskope immer wieder auf Proxima Centauri, in der Hoffnung, einen Flare erstmals mit so vielen verschiedenen Teleskopen parallel einfangen zu können. Am 1. Mai 2019 war es dann soweit: “Der Stern wurde im ultravioletten Licht plötzlich 14.000-mal heller”, berichtet MacGregor. Auch im Radio- und Millimeterwellenbereich stieg die Helligkeit des Roten Zwergs abrupt um das Tausendfache an. “In der Vergangenheit wussten wir nicht einmal, dass Sterne bei ihren Ausbrüchen auch im Millimeterbereich strahlen”, erklärt MacGregor. “Dies ist das erste Mal, dass wir einen Sternenausbruch in einer so großen spektralen Bandbreite beobachtet haben.”
Was war die Ursache?
Der gesamte Strahlenausbruch dauerte weniger als zehn Sekunden, setzte jedoch in dieser Zeit vor allem im UV- und Radiowellenbereich große Energiemengen frei. “Im Millimeter- und Fern-UV-Bereich des Spektrums ist dies der stärkste jemals von Proxima Centauri beobachtete Flare”, berichten die Astronomen. Im Gegensatz dazu registrierten die Teleskope im sichtbaren Bereich des Lichts nur einen leichten Anstieg der Helligkeit, bei TESS stiegen die Werte nur um rund 0,9 Prozent. Zudem erreichte der Strahlenpuls im sichtbaren Licht erst mit einer Minute Verzögerung seinen Höhepunkt. “Diese Merkmale wurden noch nie zuvor bei einem solchen Zwergstern beobachtet – das spricht dafür, dass wir hier eine ganz neue Art von Ereignissen sehen”, schreiben MacGregor und ihr Team. Typischerweise ereignen sich stellare Strahlenausbrüche, wenn sich die Magnetfeldlinien an der Sternenoberfläche abrupt rekonfigurieren. Auch bei Proxima Centauri führen die Astronomen den Ausbruch auf die Rekonnexion von magnetischen Feldlinien und die dadurch beschleunigten Elektronen zurück. Die mit leichter Verzögerung abgegebene optische Strahlung könnte dagegen auf das erhitzte Plasma am Fuß der Magnetschleifen zurückgehen – so die Vermutung.
Für die beiden Planeten um unseren Nachbarstern sind solche extremen Strahlenausbrüche allerdings keine gute Nachricht. “Wenn es Leben auf dem inneren Planeten von Proxima Centauri geben sollte, dann müsste dieses sehr anders aussehen als alles, was wir von der Erde kennen”, erklärt MacGregor. “Einem Menschen würde es auf diesem Planeten ziemlich schlecht ergehen.” Hinzu kommt: Ein so heftiger Strahlenausbruch wie der am 1. Mai 2019 registrierte, ist auf Roten Zwergen wie Proxima Centauri keineswegs selten. “Die Planeten um Proxima Centauri werden von solchen Flares nicht nur einmal im Jahrhundert getroffen, sondern vermutlich mindestens einmal am Tag, wenn nicht sogar mehrfach täglich”, sagt MacGregor.
Quelle: Meredith MacGregor (University of Colorado, Boulder) det al., The Astrophysical Journal Letters, doi: 10.3847/2041-8213/abf14c
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