Es war Antonia Maury, die im Jahr 1897 am Harvard-Observatorium bei der Einordnung von Sternspektren zum ersten Mal Abweichungen bei den heißeren Sternen entdeckt hat. Sie gab ihnen den Zusatz "p" für "pekuliar". Ein halbes Jahrhundert später entdeckte Horace W. Babcock auf Grund des "Zeemaneffekts", dass diese "eigenartigen" Sterne überdies extrem starke Magnetfelder besitzen - 1.000 Mal stärker als das Magnetfeld der Erde -, die ihre Polarität periodisch ändern.
"Zusammen mit KollegInnen aus Argentinien, Chile, Bulgarien, Spanien und Kroatien sind wir gerade dabei, die statistischen Daten von den 20 weltweiten Beobachtungspunkten auszuwerten und die Verteilung der pekuliaren Sterne statistisch zu erfassen", beschreibt
Hans Michael Maitzen vom Institut für Astronomie die Schlussphase des von ihm geleiteten FWF-Projekts "Delta-a-Photometrie von offenen Sternhaufen".
Sterne mit Leuchtturmeffekt
"Die pekuliaren Sterne liefern ein enorm breites Spektrum an ungeklärten Phänomenen", erklärt Maitzen. So stimmt die Rotationsachse dieser relativ heißen jungen Sterne nicht mit der Richtung der Magnetachse überein. Es entsteht ein unterschiedliches Leuchten, da während einer Umdrehung abwechselnd die positive und die negative magnetische Polregion ins Gesichtsfeld des Beobachters kommt. "Dieses Phänomen wird auch als 'Leuchtturmeffekt' bezeichnet", so der Astronom.
In den 1950er Jahren hielt man solche schiefen Magnetrotatoren noch für physikalisch unmöglich und auch heute hat man noch keine ausreichende Erklärung für diesen Mechanismus gefunden. "Unser Anliegen ist es deshalb, die 'ökologischen' Bedingungen, die für die Entstehung solcher Sterne verantwortlich sind, genauer zu untersuchen", so Maitzen.
Spektrale Phänomene
Außerdem zeichnen sich diese Sterne durch eine gewaltige Fülle von individuellen spektralen Erscheinungsformen aus: An den Sternenoberflächen gibt es eine Ansammlung an chemischen Elementen, die an die magnetische Geometrie der Sterne gebunden sind. So konzentrieren sich diese seltenen Sterne z.B. an den magnetischen Polen. Diese Phänomene treffen auf junge Sterne zu, die mit Oberflächentemperaturen zwischen 7.000 bis 17.000 Grad heißer sind als die Sonne.
"Volkszählung" in der Galaxis
Um zu untersuchen, wie die chemisch-pekuliaren Sterne in der Galaxis verteilt sind, führten Maitzen und sein Team zunächst eine "Volkszählung" durch: "Dabei haben wir unsere Suche auf sogenannte 'offene Sternhaufen' konzentriert. Wichtig dabei war, nicht nur die Sternhaufen zu erfassen, die sich in der näheren Umgebung zur Sonne befinden."
Delta a-Photometrie
Die dafür verwendete Beobachtungsmethode hat Hans M. Maitzen selbst entwickelt: "Um die Verteilung dieser Sterne in großen Entfernungen - über 10.000 Lichtjahre - zu untersuchen, verwenden wir ein 3-Filter-System, die photometrische Technologie der Delta-a-Photometrie in Verbindung mit der CCD-Technologie", erklärt der Leiter des FWF-Projekts. Mit dieser Methode können die AstronomInnen nicht nur annähernd hundert Prozent der pekuliaren Sterne erfassen, sie ist im Vergleich zu anderen Methoden überdies weit weniger zeitaufwändig.
Die ForscherInnen wollten erklären, wo diese Sterne bevorzugt in der Milchstraße auftreten. "Die Frage ist, ob das Sternentstehungsgeschehen und die damit verbundene Dynamik des chemischen Wandels einen Einfluss auf das Auftreten der chemisch-pekuliaren Sterne haben", so Maitzen.
Was die Sterne im Inneren zusammenhält
Die weltweit erstmalige Entdeckung dieser Sterne außerhalb der Milchstraße mit Hilfe unserer Delta-a-Photometrie in der Großen Magellanschen Wolke bekräftigte den Aspekt, dass die Häufigkeit dieser Sterne mit der chemischen Anreicherung des interstellaren Mediums in Verbindung steht. Es scheint demnach so, dass diese Sterne eher dort vorkommen, wo die Metallizität - also der Anteil an Elementen, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind - größer ist. "Unser Projekt hat auch gezeigt, dass diese Sterne vor allem dort zu finden sind, wo das Volumen der Sternhaufen eher gering ist", so Hans M. Maitzen weiters. Diesen Befund wollen die ForscherInnen nun durch weitere Auswertungen bekräftigen. Doch schon jetzt deutet alles darauf hin, dass bei der Sternhaufenentstehung eine sehr nahe Sternbegegnung gegeben sein muss, damit es zu einem physikalisch so sonderbaren Phänomen wie dem "Schiefen Rotator" kommt.
"Untersuchungen wie diese helfen uns dabei, die früheste Phase der Sternentstehung sowie die komplexen Prozesse, die im Inneren der Sterne ablaufen, besser nachvollziehen zu können. Denn chemisch-pekuliare Sterne sind viel komplizierter als andere: Sie zu erklären, stellt eine große Herausforderung für AstronomInnen und PhysikerInnen dar." (ps)
Das FWF-Projekt "Delta-a-Photometrie von offenen Sternhaufen" unter der Leitung von Ao. Univ.-Prof. i.R. Dr. Hans Michael Maitzen lief vom 1. Mai 2005 bis zum 31. Dezember 2008. Derzeit werten die ProjektmitarbeiterInnen die Daten der verschiedenen Beobachtungsstandpunkte aus.
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