Superflare: Unterschied zwischen den Versionen

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Ein '''Superflare''' ist eine [[Sonneneruption|Eruption]] auf einem [[Sonnenähnlicher Stern|sonnenähnlichen Stern]] bei dem eine Energie von 10<sup>33</sup> bis 10<sup>38</sup> [[Erg (Einheit)|erg]] in einem Zeitraum von einer Stunde freigesetzt wird. Die Superflares sind bis zu eine Million Mal so energiereich wie die größten bisher beobachteten Sonneneruptionen<ref>{{Literatur|Autor=Hiroyuki Maehara et al.|Titel=Superflares on solar-type stars|Jahr=2012|Sammelwerk=Nature|Seiten=478–481|DOI=10.1038/nature11063}}</ref>.
Ein '''Superflare''' (engl. ''flare'': Flackern, Fackel) ist eine [[Sonneneruption|Eruption]] auf einem [[Sonnenähnlicher Stern|sonnenähnlichen Stern]], bei der in einer Stunde eine Energie von 10<sup>26</sup> bis 10<sup>31</sup> [[Joule]] freigesetzt wird. Superflares sind damit bis zu eine Million Mal so energiereich wie die größten bisher beobachteten Sonneneruptionen.<ref>{{Literatur |Autor=Hiroyuki Maehara et al. |Titel=Superflares on solar-type stars |Sammelwerk=Nature |Datum=2012 |Seiten=478–481 |DOI=10.1038/nature11063}}</ref>


Sonneneruptionen und die Flares bei [[UV-Ceti-Stern]]en sind alle eine Folge von magnetischen Kurzschlüssen der stellaren Feldlinien in der [[Korona (Sonne)|Korona]]. Die dabei freigesetzte Energie beschleunigt Partikel in die unter der Korona liegende [[Chromosphäre]], die dort mit der dichteren Materie kollidieren. Das [[Plasma (Physik)|Plasma]] der Chromosphäre wird dabei erwärmt und mit hoher Geschwindigkeit in die Korona beschleunigt. Die Flares können im Bereich der Röntgenstrahlung, Radiostrahlung, Ultraviolettstrahlung und im sichtbaren Licht nachgewiesen werden. Superflares unterscheiden sich von normalen Flares, wie sie in Flares-Sternen, [[BY-Draconis-Stern]]en, [[FK-Comae-Berenices-Stern]]en, [[RS-Canum-Venaticorum-Stern]]en und wechselwirkenden [[Algolstern#Wechselwirkende Doppelsterne vom Typ Algol|Algolsternen]] auftreten, nur durch die Menge der freiwerdenden Energie<ref>{{Literatur|Autor=Bradley E. Schaefer et al.|Titel=SUPERFLARES ON ORDINARY SOLAR-TYPE STARS|Jahr=1999|Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics|arxiv=astro-ph/9909188}}</ref>.
Auch von normalen Flares, wie sie in [[UV-Ceti-Stern]]en, [[BY-Draconis-Stern]]en, [[FK-Comae-Berenices-Stern]]en, [[RS-Canum-Venaticorum-Stern]]en und [[Algolstern #Wechselwirkende Doppelsterne vom Typ Algol|wechselwirkenden Algolsternen]] auftreten, unterscheiden sich Superflares nur durch die Menge der freiwerdenden Energie.<ref>{{Literatur |Autor=Bradley E. Schaefer et al. |Titel=SUPERFLARES ON ORDINARY SOLAR-TYPE STARS |Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics |Datum=1999 |arXiv=astro-ph/9909188}}</ref>


Superflares treten bei sonnenähnlichen Sternen auf. Dabei zeigen sie eine größere Bedeckung mit [[Sternfleck]]en als die Sonne, wobei sie aber nicht notwendigerweise schneller rotieren als die Sonne. Normalerweise ist eine schnelle Rotation eine Voraussetzung für hohe chromosphärische Aktivität in der Stellarphysik. Es besteht eine Beziehung zwischen der durch Sternflecken bedeckten Fläche und der während der Superflare freigesetzten Energie. Ein äquivalenter Zusammenhang ist auch auf der Sonne zwischen der Fläche der [[Sonnenfleck]]en und der [[Bolometrische Helligkeit|bolometrischen]] [[Leuchtkraft]] von Flares beobachtet worden. Dies lässt vermuten, dass die während Superflares abgestrahlte magnetische Energie in oder um die Sternflecken herum gespeichert wurde. Sterne mit beobachteten Superflares scheinen über ein deutlich stärkeres globales Magnetfeld zu verfügen als die Sonne<ref>{{Literatur|Autor=Yuta Notsu et al.|Titel=Superflares on Solar-Type Stars Observed with Kepler II. Photometric Variability of Superflare-Generating Stars : A Signature of Stellar Rotation and Starspots|Jahr=2013|Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics|arxiv=1304.7361v1}}</ref>. Die Vermutung, dass Superflares durch einen Kurzschluss von Magnetfeldern zwischen einem [[Hot Jupiter]] und einem aktiven Stern hervorgerufen werden, hat sich durch neue Beobachtungen nicht bestätigt<ref>{{Literatur|Autor=Eric P. Rubenstein, Bradley E. Schaefer|Titel=Are superflares on solar analogues caused by extra-solar planets?|Jahr=1999|Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics|arxiv=astro-ph/9909187}}</ref>.
== Entstehung ==
Sonneneruptionen und die normalen Flares bei UV-Ceti-Sternen (auch Flare-Sterne genannt) sind eine Folge von [[magnetisch]]en Kurzschlüssen der stellaren [[Feldlinie]]n in der [[Korona (Sonne)|Korona]]. Die dabei freigesetzte Energie beschleunigt Partikel in die unter der Korona liegende [[Chromosphäre]], die dort mit der dichteren Materie kollidieren. Das [[Plasma (Physik)|Plasma]] der Chromosphäre wird dabei erwärmt und mit hoher Geschwindigkeit zurück in die Korona beschleunigt. Flares können im Bereich der [[Röntgenstrahlung|Röntgen-]], [[Ultraviolettstrahlung|Ultraviolett-]] und [[Radiostrahlung]] sowie im sichtbaren Licht nachgewiesen werden.


Sonnenähnliche Sterne mit Superflares werden nicht von [[Hot Jupiter]]n umkreist. Beobachtungen mit dem [[Kepler (Weltraumteleskop)|Kepler-Weltraumteleskop]] haben Hypothesen widerlegt, wonach die starke magnetische Aktivität auf diesen Sternen eine Folge einer [[Gebundene Rotation|gebundenen Rotation]] zwischen einem Planeten und einem Stern ist, bei denen die Magnetfelder der beiden Sternkörper wechselwirken<ref>{{Literatur|Autor=Takuya Shibayama et al.|Titel=Superflares on Solar Type Stars Observed with Kepler I. Statistical Properties of Superflares|Jahr=2013|Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics|arxiv=1308.1480v1}}</ref>. Die Parameter der Rotationsgeschwindigkeit, die [[Magnetische Flussdichte]], die Abwesenheit eines stellaren oder großen planetaren Begleiters, die [[effektive Temperatur]], die Oberflächenbeschleunigung und die [[Metallizität]] von G-Sternen mit Superflares unterscheiden sich alle nicht wesentlich von denen der Sonne. Es könnte daher sein, dass Superflares auch auf der Sonne auftreten<ref>{{Literatur|Autor=Daisaku Nogami, Yuta Notsu, Satoshi Honda, Hiroyuki Maehara, Shota Notsu, Takuya Shibayama, Kazunari Shibata|Titel=Two Sun-like Superflare Stars Rotating as Slow as the Sun|Jahr=2014|Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics|arxiv=1402.3772v1}}</ref>.
Sterne mit Superflares rotieren nicht notwendigerweise schneller als die Sonne, obwohl das in der [[Stellarphysik]] normalerweise eine Voraussetzung für hohe chromosphärische Aktivität ist.


Superflares mit Energien von mehr als 10<sup>37</sup>&nbsp;erg schädigen bei [[Erdähnlicher Planet|erdähnlichen Planeten]] in der [[Habitable Zone|habitablen Zone]] die [[Ozonschicht]] und können die Ursache für [[Massenextinktion]]en von landgestütztem Leben sein<ref>{{Literatur|Autor=Maggie McKee|Titel='Superflares' erupt on some Sun-like stars|Jahr=2012|Sammelwerk=Nature|Seiten=468|DOI=10.1038/nature.2012.10653}}</ref>. Superflares am unteren Ende der Energieskala mit Energien von 10<sup>34</sup>&nbsp;erg treten alle 800 Jahre bei sonnenähnlichen Sternen mit Rotationsperioden von 10 Tagen auf und Eruptionen von 10<sup>35</sup> erg durchschnittlich alle 5000 Jahre. Diese Ereignisse können wahrscheinlich auch auf der Sonne auftreten und würden sowohl die Bordelektronik aller [[Satellit (Raumfahrt)|Satelliten]] als auch das elektrische [[Hochspannungsleitung|Hochspannungsnetz]] schwer beschädigen<ref>{{Literatur|Autor=Kazunari Shibata et al.|Titel=Can Superflares Occur on Our Sun?|Jahr=2012|Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics|arxiv=1212.1361}}</ref>.
Sterne mit Superflares zeigen jedoch eine größere Bedeckung mit [[Sternfleck]]en als die Sonne. Zwischen der durch Sternflecken bedeckten Fläche und der während der Superflare freigesetzten Energie besteht eine Beziehung; ein äquivalenter Zusammenhang ist auch auf der Sonne zwischen der Fläche der [[Sonnenfleck]]en und der [[Bolometrische Helligkeit|bolometrischen]] [[Leuchtkraft]] von Flares beobachtet worden. Dies lässt vermuten, dass die während Superflares abgestrahlte magnetische Energie in den Sternflecken oder um sie herum gespeichert wurde.
 
Sterne mit beobachteten Superflares scheinen über ein deutlich stärkeres globales Magnetfeld zu verfügen als die Sonne.<ref>{{Literatur |Autor=Yuta Notsu et al. |Titel=Superflares on Solar-Type Stars Observed with Kepler II. Photometric Variability of Superflare-Generating Stars : A Signature of Stellar Rotation and Starspots |Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics |Datum=2013 |arXiv=1304.7361v1}}</ref>
 
=== Verworfene Hypothesen ===
Die Vermutung, dass Superflares durch einen Kurzschluss von Magnetfeldern zwischen einem [[Hot Jupiter]] und einem aktiven Stern hervorgerufen werden, hat sich ''nicht'' bestätigt;<ref>{{Literatur |Autor=Eric P. Rubenstein, Bradley E. Schaefer |Titel=Are superflares on solar analogues caused by extra-solar planets? |Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics |Datum=1999 |arXiv=astro-ph/9909187}}</ref> sonnenähnliche Sterne mit Superflares werden nicht von Hot Jupitern umkreist.
 
Beobachtungen von Superflare-Sternen mit dem [[Kepler (Weltraumteleskop)|Kepler-Weltraumteleskop]] haben auch [[Hypothese]]n widerlegt, wonach die starke magnetische Aktivität auf diesen Sternen die Folge einer [[Gebundene Rotation|gebundenen Rotation]] zwischen dem Stern und einem Planeten ist, bei denen die Magnetfelder der beiden Körper wechselwirken.<ref>{{Literatur |Autor=Takuya Shibayama et al. |Titel=Superflares on Solar Type Stars Observed with Kepler I. Statistical Properties of Superflares |Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics |Datum=2013 |arXiv=1308.1480v1}}</ref>
 
== Auftreten, Auswirkungen und Häufigkeit ==
Folgende Parameter von [[G-Stern]]en mit Superflares unterscheiden sich nicht wesentlich von denen der Sonne:
* [[Winkelgeschwindigkeit|Rotationsgeschwindigkeit]]
* [[magnetische Flussdichte]]
* Abwesenheit eines stellaren oder großen planetaren Begleiters
* [[effektive Temperatur]]
* [[Schwerefeld #Schwere- und Gravitationsbeschleunigung von Himmelskörpern|Oberflächenbeschleunigung]]
* [[Metallizität]].
Daher treten Superflares evtl. auch auf der Sonne auf.<ref>{{Literatur |Autor=Daisaku Nogami, Yuta Notsu, Satoshi Honda, Hiroyuki Maehara, Shota Notsu, Takuya Shibayama, Kazunari Shibata |Titel=Two Sun-like Superflare Stars Rotating as Slow as the Sun |Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics |Datum=2014 |arXiv=1402.3772v1}}</ref>
 
Superflares mit Energien von über 10<sup>37</sup>&nbsp;erg schädigen bei [[Erdähnlicher Planet|erdähnlichen Planeten]] in der [[Habitable Zone|habitablen Zone]] die [[Ozonschicht]] und können die Ursache für [[Massenaussterben]] von landgestütztem Leben sein.<ref>{{Literatur |Autor=Maggie McKee |Titel='Superflares' erupt on some Sun-like stars |Sammelwerk=Nature |Datum=2012 |Seiten=468 |DOI=10.1038/nature.2012.10653}}</ref> Superflares am unteren Ende der Energieskala mit Energien von 10<sup>34</sup>&nbsp;erg treten alle 800&nbsp;Jahre bei sonnenähnlichen Sternen mit Rotationsperioden von 10&nbsp;Tagen auf und Eruptionen von 10<sup>35</sup>&nbsp;erg durchschnittlich alle 5000&nbsp;Jahre. Diese Ereignisse können wahrscheinlich auch auf der Sonne auftreten und würden sowohl die Bordelektronik aller [[Satellit (Raumfahrt)|Satelliten]] als auch das elektrische [[Hochspannungsleitung|Hochspannungsnetz]] schwer beschädigen.<ref>{{Literatur |Autor=Kazunari Shibata et al. |Titel=Can Superflares Occur on Our Sun? |Sammelwerk=Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics |Datum=2012 |arXiv=1212.1361}}</ref>


== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==

Aktuelle Version vom 16. September 2021, 19:23 Uhr

Koronaler Massenauswurf auf der Sonne am 31. August 2012
Zeitraffer-Video der Sonne am selben Tag
(Reale Dauer ca. 26 Stunden)

Ein Superflare (engl. flare: Flackern, Fackel) ist eine Eruption auf einem sonnenähnlichen Stern, bei der in einer Stunde eine Energie von 1026 bis 1031 Joule freigesetzt wird. Superflares sind damit bis zu eine Million Mal so energiereich wie die größten bisher beobachteten Sonneneruptionen.[1]

Auch von normalen Flares, wie sie in UV-Ceti-Sternen, BY-Draconis-Sternen, FK-Comae-Berenices-Sternen, RS-Canum-Venaticorum-Sternen und wechselwirkenden Algolsternen auftreten, unterscheiden sich Superflares nur durch die Menge der freiwerdenden Energie.[2]

Entstehung

Sonneneruptionen und die normalen Flares bei UV-Ceti-Sternen (auch Flare-Sterne genannt) sind eine Folge von magnetischen Kurzschlüssen der stellaren Feldlinien in der Korona. Die dabei freigesetzte Energie beschleunigt Partikel in die unter der Korona liegende Chromosphäre, die dort mit der dichteren Materie kollidieren. Das Plasma der Chromosphäre wird dabei erwärmt und mit hoher Geschwindigkeit zurück in die Korona beschleunigt. Flares können im Bereich der Röntgen-, Ultraviolett- und Radiostrahlung sowie im sichtbaren Licht nachgewiesen werden.

Sterne mit Superflares rotieren nicht notwendigerweise schneller als die Sonne, obwohl das in der Stellarphysik normalerweise eine Voraussetzung für hohe chromosphärische Aktivität ist.

Sterne mit Superflares zeigen jedoch eine größere Bedeckung mit Sternflecken als die Sonne. Zwischen der durch Sternflecken bedeckten Fläche und der während der Superflare freigesetzten Energie besteht eine Beziehung; ein äquivalenter Zusammenhang ist auch auf der Sonne zwischen der Fläche der Sonnenflecken und der bolometrischen Leuchtkraft von Flares beobachtet worden. Dies lässt vermuten, dass die während Superflares abgestrahlte magnetische Energie in den Sternflecken oder um sie herum gespeichert wurde.

Sterne mit beobachteten Superflares scheinen über ein deutlich stärkeres globales Magnetfeld zu verfügen als die Sonne.[3]

Verworfene Hypothesen

Die Vermutung, dass Superflares durch einen Kurzschluss von Magnetfeldern zwischen einem Hot Jupiter und einem aktiven Stern hervorgerufen werden, hat sich nicht bestätigt;[4] sonnenähnliche Sterne mit Superflares werden nicht von Hot Jupitern umkreist.

Beobachtungen von Superflare-Sternen mit dem Kepler-Weltraumteleskop haben auch Hypothesen widerlegt, wonach die starke magnetische Aktivität auf diesen Sternen die Folge einer gebundenen Rotation zwischen dem Stern und einem Planeten ist, bei denen die Magnetfelder der beiden Körper wechselwirken.[5]

Auftreten, Auswirkungen und Häufigkeit

Folgende Parameter von G-Sternen mit Superflares unterscheiden sich nicht wesentlich von denen der Sonne:

Daher treten Superflares evtl. auch auf der Sonne auf.[6]

Superflares mit Energien von über 1037 erg schädigen bei erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone die Ozonschicht und können die Ursache für Massenaussterben von landgestütztem Leben sein.[7] Superflares am unteren Ende der Energieskala mit Energien von 1034 erg treten alle 800 Jahre bei sonnenähnlichen Sternen mit Rotationsperioden von 10 Tagen auf und Eruptionen von 1035 erg durchschnittlich alle 5000 Jahre. Diese Ereignisse können wahrscheinlich auch auf der Sonne auftreten und würden sowohl die Bordelektronik aller Satelliten als auch das elektrische Hochspannungsnetz schwer beschädigen.[8]

Einzelnachweise

  1. ↑ Hiroyuki Maehara et al.: Superflares on solar-type stars. In: Nature. 2012, S. 478–481, doi:10.1038/nature11063.
  2. ↑ Bradley E. Schaefer et al.: SUPERFLARES ON ORDINARY SOLAR-TYPE STARS. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 1999, arxiv:astro-ph/9909188.
  3. ↑ Yuta Notsu et al.: Superflares on Solar-Type Stars Observed with Kepler II. Photometric Variability of Superflare-Generating Stars : A Signature of Stellar Rotation and Starspots. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1304.7361v1.
  4. ↑ Eric P. Rubenstein, Bradley E. Schaefer: Are superflares on solar analogues caused by extra-solar planets? In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 1999, arxiv:astro-ph/9909187.
  5. ↑ Takuya Shibayama et al.: Superflares on Solar Type Stars Observed with Kepler I. Statistical Properties of Superflares. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1308.1480v1.
  6. ↑ Daisaku Nogami, Yuta Notsu, Satoshi Honda, Hiroyuki Maehara, Shota Notsu, Takuya Shibayama, Kazunari Shibata: Two Sun-like Superflare Stars Rotating as Slow as the Sun. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2014, arxiv:1402.3772v1.
  7. ↑ Maggie McKee: 'Superflares' erupt on some Sun-like stars. In: Nature. 2012, S. 468, doi:10.1038/nature.2012.10653.
  8. ↑ Kazunari Shibata et al.: Can Superflares Occur on Our Sun? In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2012, arxiv:1212.1361.
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