Ein internationales Forschungsteam hat erstmals im Experiment gezeigt, warum gewaltige Eruptionen anderer Sterne überraschend selten beobachtet werden. Starke Magnetfelder können die Ausbrüche vollständig stoppen, obwohl aktive Sterne eigentlich enorme Mengen Plasma ins All schleudern könnten.
Potsdamer Astrophysiker weisen Unterdrückung von Sterneruptionen nach
Koronale Massenauswürfe gehören zu den gewaltigsten Vorgängen auf Sternen. Dabei werden große Mengen magnetisierten Plasmas aus der äußeren Atmosphäre eines Sterns in den Weltraum geschleudert.
Auf unserer Sonne treten solche Ereignisse regelmäßig auf. Bei anderen aktiven Sternen wurden sie bislang jedoch deutlich seltener nachgewiesen, als ihre gewaltigen Flares eigentlich erwarten ließen. Genau für dieses Rätsel liefert die neue Untersuchung nun eine experimentelle Erklärung.
Beteiligt war auch Julián D. Alvarado-Gómez vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP). Er übernahm die astrophysikalische Modellierung, welche die Laborversuche mit den Bedingungen realer Sterne verknüpfte.
Starke Magnetfelder stoppen Plasma im Labor
Für den Versuch erzeugten die Wissenschaftler mit Hochenergie-Lasern künstliche Plasmaströme. Diese sollten den Kern eines koronalen Massenauswurfs eines Sterns nachbilden.
Bei vergleichsweise schwachen Magnetfeldern konnte sich das Plasma frei ausbreiten. Mit zunehmender Magnetfeldstärke änderte sich das Verhalten jedoch grundlegend: Der Plasmastrom zerfiel, wurde instabil und kam schließlich vollständig zum Stillstand.
Die Kombination aus theoretischen Berechnungen, Laborexperimenten und dreidimensionalen Computersimulationen liefert nach Angaben des Forschungsteams damit erstmals einen experimentellen Nachweis für eine bereits länger vermutete Wirkung starker stellarer Magnetfelder.
Magnetfelder können Sterneruptionen regelrecht einfangen
Computersimulationen identifizierten eine sogenannte Kink-Instabilität als entscheidenden Mechanismus. Sobald das äußere Magnetfeld stark genug wurde, krümmte es den Plasmastrom und zwang einen Teil des Materials sogar dazu, rückwärts zu fließen.
Damit lässt sich erklären, warum bei aktiven Sternen trotz heftiger Flares vergleichsweise wenige koronale Massenauswürfe beobachtet werden. Viele dieser Eruptionen könnten den Stern überhaupt nicht verlassen, weil das großräumige Magnetfeld das Plasma einfängt.
Das auf Seite 3 der Pressemitteilung gezeigte Computermodell verdeutlicht diesen Effekt: Magnetfeldlinien umschließen einen Stern, während der simulierte Massenauswurf seitlich begrenzt wird und nicht frei ins All entweichen kann.
Entdeckung könnte Chancen für Leben auf Exoplaneten verändern
Die Ergebnisse sind nicht nur für die Sternphysik interessant. Sie könnten auch Auswirkungen auf die Einschätzung der Bewohnbarkeit von Exoplaneten haben.
Koronale Massenauswürfe können Planetenatmosphären massiv beeinflussen. Besonders starke Ereignisse sind sogar in der Lage, Teile einer Atmosphäre abzutragen oder ihre chemische Zusammensetzung langfristig zu verändern.
Werden solche Ausbrüche durch starke Magnetfelder ihres Sterns häufiger zurückgehalten, könnten manche Exoplaneten einer weniger aggressiven Weltraumumgebung ausgesetzt sein als bislang angenommen. Dadurch könnte eine Atmosphäre über Milliarden Jahre stabiler bleiben.
Forschung aus Potsdam erscheint in „Physical Review Letters“
Die Studie kombiniert Astrophysik, Hochenergie-Laserexperimente und moderne dreidimensionale Plasmasimulationen. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ unter dem Titel „Experimental evidence for coronal mass ejection suppression in strong stellar magnetic fields“.
Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam forscht unter anderem zu Sternen, Sonne und Exoplaneten. Seine wissenschaftliche Tradition reicht über das Astrophysikalische Observatorium Potsdam bis ins 19. Jahrhundert zurück.
Die neue Untersuchung liefert nun einen experimentellen Baustein für eine der grundlegenden Fragen der modernen Sternforschung: Warum produzieren aktive Sterne gewaltige Flares, ohne dass anschließend ebenso häufig enorme Mengen Plasma in den Weltraum entweichen?
Quelle: Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), Pressemitteilung 18/26 vom 21. August 2026.
