Forschungsschwerpunkte – Dr. Ansgar Reiners

Forschungsschwerpunkte – Dr. Ansgar Reiners
Aktivität von Sternen
Der Begriff der stellaren Aktivität lässt sich am Beispiel der Sonne verdeutlichen. Die Oberfläche der
Sonne durchläuft im Laufe der Zeit den sogenannten Sonnenzyklus. Während eines circa elf Jahre
dauernden Sonnenfleckenzyklus’ bilden sich auf der Sonnenoberfläche zunächst dunkel erscheinende kühle Flecken. Die Position dieser Flecken verschiebt sich von höheren Breiten in Richtung Äquator, bevor die Anzahl der Flecken am Ende des Zyklus’ wieder abnimmt. Die Flecken entstehen durch
die Anwesenheit magnetischer Flussröhren, die durch die Oberfläche dringen. Man spricht daher
auch von magnetischer Aktivität. Die Ursache dieser Aktivität ist ein gigantischer Dynamo, der im Innern der Sonne ein Magnetfeld erzeugt, welches sich zyklisch verändert. Die Auswirkungen der Sonnenaktivität sind vielfältig, sie reichen von der bloßen Veränderung der äußeren Erscheinung der
Sonne, über eine kaum merkliche Veränderung der Gesamtstrahlung der Sonnen, bis hin zu riesigen
Eruptionen, in denen Sonnenmaterial in den Raum geschleudert wird, was auf der Erde zu Veränderungen elektromagnetischer Felder und zum Entstehen des Nordlichtes führt. Um die Ursache des
Sonnenmagnetismus und der Sonnenaktivität zu verstehen, untersuchen wir in unserer Gruppe die
Aktivität von anderen Sternen, die zum Teil der Sonne ähnlich sind, zum Teil aber stark unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Die Abhängigkeit der Aktivität von diesen Eigenschaften erlaubt Rückschlüsse auf die Mechanismen im Sterninneren und auf die Arbeitsweise stellarer Dynamos.
Messung stellarer Magnetfelder
Die Eigenschaften stellarer Dynamos und die Grundlagen der Aktivität der Sonne und der Sterne sind
direkt verknüpft mit der Existenz von Magnetfeldern. Die Messung stellarer Magnetfelder ist ein Forschungsschwerpunkt, der hohe technische Anforderungen an die Messtechnik und das Analyseverfahren stellt. Wir verwenden die weltweit größten Teleskope, wie zum Beispiel das Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in der Atacama-Wüste Chiles sowie das Keck
Teleskop auf Hawaii, um Magnetfelder auf sonnenähnlichen und auf kühleren Sternen zu vermessen.
Auf theoretischer Seite beschäftigen wir uns mit dem Verhalten stellarer Atmosphären im Magnetfeld,
vor allem mit dem Verhalten molekularer Absorptionslinien, die sich besonders zum Nachweis von
Magnetfeldern auf sehr kühlen Sternen verwenden lassen.
Forschungsschwerpunkte – Heinz Maier-Leibnitz-Preis 2010
Dr. Ansgar Reiners
Stand April 2010
DFG
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Stern, Braune Zwerge und Planeten
Unsere Sonne ist ein Stern, in ihrem Innern fusioniert Wasserstoff zu Helium. Dabei werden enorme
Energiemengen freigesetzt, die die Sonne so hell leuchten lassen. Im Gegensatz zu den Sternen sind
die Planeten unseres Sonnensystems nur zu sehen, weil sie das Sonnenlicht reflektieren. Planeten
um andere Sterne – extrasolare Planeten – sind schwieriger zu sehen, da sie und ihre Sterne so weit
von uns entfernt sind, dass die Planeten im Schein der hellen Sterne nicht zu erkennen sind. Wir beschäftigen uns mit der Suche nach extrasolaren Planeten, insbesondere mit der Frage, wie man Planeten um verhältnismäßig kleine Sterne nachweisen kann. Hier spielt auch die Aktivität wieder eine
Rolle, da der Nachweis von Planeten um einen Stern erschwert wird, wenn der Stern in seiner Helligkeit schwankt oder kühle Flecken zeigt.
Neben den Sternen und den um sie kreisenden Planeten gibt es noch eine dritte Gruppe von Objekten, die von den physikalischen Eigenschaften her zwischen diesen einzugruppieren ist: Die Braunen
Zwerge entstehen wie Sterne, können aber keine ausreichenden Fusionsprozesse anfeuern, so dass
sie kalt und dunkel wie Planeten erscheinen. Die Eigenschaften von Braunen Zwergen, ihre Gemeinsamkeiten mit Sternen und Planeten, die magnetischen Prozesse auf Braunen Zwergen und ihre
Entwicklung im Lauf der Zeit sind Gegenstand unserer Arbeit.
Forschungsschwerpunkte – Heinz Maier-Leibnitz-Preis 2010
Dr. Ansgar Reiners
Stand April 2010
DFG