Towards consistent stellar magnetic atmospheres

Im Rahmen des vorliegenden Projektes soll ein noch immer ungeklärtes Problem der modernen Astrophysik einer Lösung näher gebracht werden. Das Entstehen und die Entwicklung von stellaren Magnetfeldern in Sternen auf der so genannten Hauptreihe, das ist die Entwicklungsphase in der Sterne den Großteil ihres "Lebens" verbringen. Sie ist durch das Verbrennen von Wasserstoff im Kern charakterisiert und betrifft den weitaus größten Teil des Sternlebens. Damit repräsentieren diese Sterne den Großteil des vom Erdboden aus beobachtbaren Universums! Zwei Konzepte bezüglich des Ursprungs stellarer Magnetfelder werden gegenwärtig (noch immer) diskutiert: Fossile Magnetfelder, also Magnetfelder die im Rahmen der Sternenstehung bei der Kontraktion aus der protostellaren Wolke aus dem Interstellaren Magnetfeld mitgenommen werden, oder Dynamo Felder, also Magnetfelder die durch Dynamoprozesse im Sterninneren aufgebaut und aufrecht erhalten werden. Als Beitrag zur Lösung dieser offenen Frage plane ich hoch aufgelöste Spektren von magnetischen Sternen in polarisiertem und unpolarisiertem Licht aufzunehmen, um die Oberflächenverteilung der Magnetfelder zu bestimmen oder zumindest aussagekräftige Grenzen angeben zu können. Das primäre Forschungsziel ist es, aus diesen "Magnetfeldkarten" die innere Struktur von Magnetfeldern bei magnetischen Hauptreihensternen abzuschätzen. Schließlich soll diese Art der Untersuchung auf eine Gruppe von Sternen unterschiedlichen Alters angewandt werden, um auf Entwicklungsphänomene bei Magnetfeldern zurückschließen zu können. Das zweite Forschungsziel bezieht sich auf die Diffusion von chemischen Elementen in Sternatmosphären welche zu Stratifikationseffekten führen, die wiederum Rückwirkungen auf die Atmosphärenstruktur haben. Diese Information ist für Sternentwicklungsrechnungen wichtig, weil diese von globalen Elementhäufigkeiten, der "Metallizität", abhängen. Dort wo notwendig, werden auch Magnetfeldeffekte berücksichtigt. Die beschriebene Projektlinie soll eine neue Generation von physikalisch konsistenten Modellen von Sternatmosphären ergeben, die Rückschlüsse über Struktur und Entwicklung stellarer Magnetfelder erlauben, sowie eine genauere Bestimmung des Elementspektrums, inklusive deren Entwicklung während der Hauptreihenphase. Unmittelbare Konsequenz wird ein besseres Verständnis der physikalischen Prozesse in (magnetischen) Sternatmosphären sein, die unter anderem die Diffusion von Elementen an die Oberfläche betreffen. Diese wiederum ist Schnittstelle zum Interstellaren Medium und beeinflusst dessen Anreicherung mit Metallen, welche ihrerseits eine fundamentale Rolle bei der Entstehung von Sternen und Planeten spielen.