Magneto-Archäologie: Neue Modelle verknüpfen Magnetfelder Weißer Zwerge mit ihren gigantischen Vorläufern

Eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung von Fachleuten des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) hat theoretische Modelle präsentiert, die erstmals eine direkte Verbindung zwischen den an der Oberfläche Weißer Zwerge gemessenen Magnetfeldern und jenen in den Kernen ihrer Vorläufer – den Roten Riesen – herstellen. Die Anfang 2026 in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlichten Studienergebnisse bestätigen das Konzept der „fossilen Felder“, wonach Magnetfelder bereits in frühen Phasen des Sternenlebens entstehen und über die gesamte nachfolgende Entwicklung des Sterns hinweg bestehen bleiben.

Die Arbeit mit dem Titel „Magneto-archaeology of white dwarfs“, bei der der Doktorand Lukas Einramhof und die Assistenzprofessorin Lisa Bugnet vom ISTA eine Schlüsselrolle spielten, nutzt asteroseismologische Daten zur Kalibrierung ihrer Berechnungen. Dieser Durchbruch ist entscheidend für das Verständnis der Sternentwicklung, einschließlich der fernen Zukunft unserer Sonne, bei der es sich derzeit um einen 4,6 Milliarden Jahre alten Hauptreihenstern handelt. Asteroseismische Messungen, die durch akustische und Gravitationswellen verursachte Helligkeitsschwankungen untersuchen, lieferten Belege für starke Magnetfelder im Strahlungsinneren von Roten Riesen.

Da ein Weißer Zwerg den freigelegten Kern eines Roten Riesen darstellt, der seine äußeren Schichten abgestoßen hat, setzt die neue Studie die in den Kernen der Riesen gemessenen Feldstärken erfolgreich mit jenen in Beziehung, die für magnetisierte Weiße Zwerge vorhergesagt werden. Dies stärkt die Theorie des „fossilen Feldes“ als plausible Erklärung für stellaren Magnetismus. Die vom Team durchgeführten Simulationen, insbesondere für einen Stern mit der 1,5-fachen Sonnenmasse, zeigten, dass Felder, die mit dem konvektiven Kern auf der Hauptreihe verbunden sind, während der Phase als Roter Riese zu tief im Inneren „vergraben“ wären, um mit den beobachteten Feldern Weißer Zwerge übereinzustimmen.

Die Berechnungen belegen, dass die gemessenen Feldstärken im Bereich der wasserstoffbrennenden Schale der Roten Riesen mit den Feldamplituden magnetisierter Weißer Zwerge übereinstimmen, sofern das Feld im Hauptreihenkern entstand oder den Strahlungskern während der Entwicklung auf dem Ast der Roten Riesen ausfüllte. Die Simulationen legen zudem nahe, dass Magnetfelder als Schalenstrukturen fortbestehen können, bei denen die Feldstärke an der Peripherie die im Zentrum übersteigt – selbst nachdem die äußeren Hüllen abgestoßen wurden.

Eine der zentralen ungeklärten Fragen betrifft die Frage, ob der Kern der Sonne derzeit ein Magnetfeld besitzt, da Standardmodelle oft vom Gegenteil ausgehen. Eine Magnetisierung des Sonnenkerns könnte die Prognosen zu seiner Lebensdauer verändern, da sie dem Stern potenziell den Transport von Wasserstoff in den inneren Kern ermöglichen und so seine Lebensspanne verlängern würde. Die teilweise vom Europäischen Forschungsrat finanzierte ISTA-Studie bringt Klarheit in das „magnetische Gedächtnis“ von Sternen, indem sie deren Vergangenheit mit der Gegenwart in ihrem Lebenszyklus verknüpft.