Sonnenähnlicher Stern

Ein sonnenähnlicher Stern ist ein Stern, der in Größe, Leuchtkraft, Spektralklasse oder je nach Kontext in weiteren Parametern der Sonne ähnlich ist. Der unscharfe Begriff wird in der englischen Fachsprache etwas präziser gefasst durch die drei Attribute solar-type, solar analog und solar twin, wobei diese in der vorstehenden Reihenfolge eine zunehmende Übereinstimmung der Parameter eines Sterns mit denjenigen der Sonne bezeichnen. Die Beobachtung solcher Sterne ist für das Verständnis der Sonneneigenschaften im Vergleich zu anderen Sternen (und umgekehrt) bedeutsam, speziell für Parameter, die bei der Sonne über Messmethoden zugänglich sind, welche bei anderen Sternen nicht anwendbar sind.

Solar-type stars

Die Sonne (links) verglichen mit dem geringfügig kleineren und weniger aktiven Tau Ceti (rechts)

Hier sind Hauptreihensterne mit einem B-V-Farbindex zwischen 0,48 und 0,80 aufgelistet (Sonne: 0,65). (Eine ähnliche Auflistung basierend auf Spektralklassen F8V bis K2V entspräche einem B-V-Farbindex zwischen 0,50 und 1,00.)

Solche Sterne zeigen üblicherweise eine hohe Korrelation bezüglich ihrer Rotationsdauer, der Aktivität ihrer Chromosphäre (z. B. H- und K-Emissionslinien des Calciums), und der koronaren Aktivität (z. B. im Röntgenbereich). Da solche Sterne während ihres Verbleibs auf der Hauptreihe einer Abbremsung ihrer Rotation unterliegen, lässt sich aus den genannten Parametern ihr Alter abschätzen. Mamajek und Hillenbrand (2008) haben auf diese Weise das Alter für 108 solche Hauptreihensterne im Spektralklassenbereich F8V–K2V in einem Entfernungsbereich von 16 pc aufgrund ihrer Chromosphären-Aktivität (H- und K-Emissionslinien des Kalziums) abgeschätzt.

In der Tabelle sind Abweichungen von den für die nachfolgende Liste angegebenen Kriterien farbig gekennzeichnet.

Auswahl von solar-type stars im Entfernungsbereich 50 Lichtjahre (15,4 pc)

Stern	Koordinaten	Entfernung in LJ	Klasse	Temperatur in K	Metallizität in dex	Anm.
	Rektaszension						Deklination
Tau Ceti	01^h 44^m 04,1^s	1844385−15° 56′ 15″	11,9	G8V	5344	−0,52
40 Eridani A	04^h 15^m 16,3^s	1926090−7° 39′ 10″	16,5	K1V	5126	−0,31
82 Eridani	03^h 19^m 55,7^s	1569588.8−43° 04′ 11.2″	19,8	G8V	5338	−0,54
Delta Pavonis	20^h 08^m 43,6^s	1338945−66° 10′ 55″	19,9	G8IV	5604	+0,33
HR 7722	20^h 15^m 17,4^s	1729841−27° 01′ 59″	28,8	K0V	5166	−0,04
Gliese 86 A	21025.902^h 10^m 25.9^s	1495075−50° 49′ 25″	35,2	K1V	5163	−0,24
54 Piscium	00^h 39^m 21,8^s	2211502+21° 15′ 02″	36,1	K0V	5129	+0,19
V538 Aurigae	05^h 41^m 20,3^s	2532851.8+53° 28′ 51.8″	39,9	K1V	3500–5000	−0,20
HD 14412	02^h 18^m 58,5^s	1744355−25° 56′ 45″	41,3	G5V	5432	−0,46
HR 4587	12^h 00^m 44,3^s	1897354.3−10° 26′ 45.7″	42,1	G8IV	5538	0,18
HD 172051	18^h 38^m 53,4^s	1789693−21° 03′ 07″	42,7	G5V	5610	−0,32
72 Herculis	17^h 20^m 39,6^s	2322804+32° 28′ 04″	46,9	G0V	5662	−0,37
HD 196761	20^h 40^m 11,8^s	1765374−23° 46′ 26″	46,9	G8V	5415	−0,31
Ny² Lupi	15^h 21^m 48,1^s	1518097−48° 19′ 03″	47,5	G4V	5664	−0,34

Solar analog stars

Die hier gelisteten Sterne sind photometrisch ähnlich der Sonne und entsprechen folgenden Kriterien:

• Oberflächentemperatur wie die Sonne ± 500 K, d. h. etwa 5200–6300 K.
• Metallizität 50–200 % (± 0,3 dex) im Vergleich zur Sonne, d. h. für eine protoplanetare Scheibe kann eine vergleichbare Menge von Staub zur Bildung von Planeten wie bei der Sonne angenommen werden
• Es sind keine nahen stellaren Begleiter (Umlaufzeit 10 Tage oder weniger) vorhanden. Solche Begleiter würden erhöhte stellare Aktivität bedingen.

Die Tabelle listet solche Sterne im Entfernungsbereich 50 Lichtjahre, die nicht in der untenstehenden Tabelle sonnengleicher Sterne gelistet sind:

Auswahl von solar analog stars im Entfernungsbereich 50 Lichtjahre

Stern	Koordinaten	Entfernung in LJ	Klasse	Temperatur in K	Metallizität in dex	Anm.
	Rektaszension						Deklination
Alpha Centauri A	14^h 39^m 36,5^s	1394998−60° 50′ 02″	4,37	G2V	5847	+0,24
Alpha Centauri B	14^h 39^m 35,0^s	1394986−60° 50′ 14″	4,37	K1V	5316	+0,25
70 Ophiuchi A	18^h 05^m 27,3^s	2023000+2° 30′ 00″	16,6	K0V	5314	−0,02
Sigma Draconis	19^h 32^m 21,6^s	2693940+69° 39′ 40″	18,8	K0V	5297	−0,20
Eta Cassiopeiae A	00^h 49^m 06,3^s	2574855+57° 48′ 55″	19,4	G0V	5941	−0,17
107 Piscium	01^h 42^m 29,8^s	2201607+20° 16′ 07″	24,4	K1V	5242	−0,04
Beta Canum Venaticorum	12^h 33^m 44,5^s	2412127+41° 21′ 27″	27,4	G0V	5930	−0,30
61 Virginis	13^h 18^m 24,3^s	1818160−18° 18′ 40″	27,8	G5V	5558	−0,02
Zeta Tucanae	00^h 20^m 04,3^s	1354771−64° 52′ 29″	28,0	F9,5V	5956	−0,14
Chi¹ Orionis A	05^h 54^m 23,0^s	2201634+20° 16′ 34″	28,3	G0V	5902	−0,16
Beta Comae Berenices	13^h 11^m 52,4^s	2275241+27° 52′ 41″	29,8	G0V	5970	−0,06
HR 4523 A	11^h 46^m 31,1^s	1596999−40° 30′ 01″	30,1	G5V	5629	−0,29
61 Ursae Majoris	11^h 41^m 03,0^s	2341206+34° 12′ 06″	31,1	G8V	5483	−0,12
HR 4458 A	11^h 34^m 29,5^s	1675047−32° 49′ 53″	31,1	K0V	5629	−0,29
HR 511	01^h 47^m 44,8^s	2635109+63° 51′ 09″	32,8	K0V	5333	+0,05
Alpha Mensae	06^h 10^m 14,5^s	1255489−74° 45′ 11″	33,1	G5V	5594	+0,10
Zeta^1 Reticuli	03^h 17^m 46,2^s	1376569−62° 34′ 31″	39,5	G3–5V	5733	−0,22
Zeta^2 Reticuli	03^h 18^m 12,8^s	1376977−62° 30′ 23″	39,5	G2V	5843	−0,23
55 Cancri	08^h 52^m 35,81^s	2281951+28° 19′ 51″	40,3	G8V	5235	+0,25
HD 69830	08^h 18^m 23,9^s	1876244−12° 37′ 56″	40,6	K0V	5410	−0,03
HD 10307	01^h 41^m 47,1^s	2423648+42° 36′ 48″	41,2	G1.5V	5848	−0,05
HD 147513	16^h 24^m 01,3^s	1608865−39° 11′ 35″	42,0	G1V	5858	+0,03
58 Eridani	04^h 47^m 36,3^s	1834396−16° 56′ 04″	43,3	G3V	5868	+0,02
Ypsilon Andromedae A	01^h 36^m 47,8^s	2412420+41° 24′ 20″	44,0	F8V	6212	+0,13
HD 211415 A	22^h 18^m 15,6^s	1466263−53° 37′ 37″	44,4	G1–3V	5890	−0,17
47 Ursae Majoris	10^h 59^m 28,0^s	2402549+40° 25′ 49″	45,9	G1V	5954	+0,06
Alpha Fornacis A	03^h 12^m 04,3^s	1714079−28° 59′ 21″	46,0	F8IV	6275	−0,19
Psi Serpentis A	15^h 44^m 01,8^s	2023055+2° 30′ 55″	47,9	G5V	5636	−0,03
HD 84117	09^h 42^m 14,4^s	1764544−23° 54′ 56″	48,5	F8V	6167	−0,03
HD 4391	00^h 45^m 45,6^s	1526693−47° 33′ 07″	48,6	G3V	5878	−0,03
20 Leonis Minoris	10^h 01^m 00,7^s	2315525+31° 55′ 25″	49,1	G3 V	5741	+0,20
Ny Phoenicis	01^h 15^m 11,1^s	1546846−45° 31′ 54″	49,3	F8V	6140	+0,18
51 Pegasi	22^h 57^m 28,0^s	2204608+20° 46′ 08″	50,9	G2,5IVa	5804	+0,20

Solar twins

Die hier gelisteten Sterne entsprechen ganz oder überwiegend folgenden enggefassten Kriterien (Abweichungen in der Tabelle farbig gekennzeichnet):

• Oberflächentemperatur wie die Sonne ± 50 K, d. h. etwa 5720–5830 K.
• Metallizität 89 bis 112 % (± 0,053 dex) im Vergleich zur Sonne, d. h. für eine protoplanetare Scheibe kann eine ähnliche Menge von Staub zur Bildung von Planeten wie bei der Sonne angenommen werden.
• Der Stern gehört nicht zu einem Mehrfachsternsystem.
• Das Sternalter entspricht dem der Sonne ± 1 Milliarde Jahre, d. h. etwa 3,5–5,6 × 10⁹ Jahre.

Auswahl von bekannten solar twins

Stern	Koordinaten	Entfernung in LJ	Klasse	Temperatur in K	Metallizität in dex	Alter in 10^9 J.	Anm.
	Rektaszension							Deklination
Sonne	—	—	0,00	G2V	5778	+0,00	4,6
18 Scorpii	16^h 15^m 37,3^s	1917794−8° 22′ 06″	45.1	G2Va	5835	+0,04	4,2
HD 44594	06^h 20^m 06,1^s	1515571−48° 44′ 29″	84	G3V	5840	+0,15	4,1
HD 195034	20^h 28^m 11,8^s	2220744+22° 07′ 44″	92	G5	5760	−0,04	5,1
HD 138573	15^h 32^m 43,7^s	2105806+10° 58′ 06″	101	G5IV–V	5710	−0,03	7,8
HD 142093	15^h 52^m 00,6^s	2151409+15° 14′ 09″	103	G2V	5841	−0,15	5,0
HD 98618	11^h 21^m 29,1^s	2582904+58° 29′ 04″	126	G5V	5851	+0,03	4,7
HD 143436	16^h 00^m 18,8^s	2000813+0° 08′ 13″	141	G0	5768	+0,00	3,8
HD 129357	14^h 41^m 22,4^s	2290332+29° 03′ 32″	154	G2V	5749	−0,02	8,2
HD 133600	15^h 05^m 13,2^s	2061724+6° 17′ 24″	171	G0	5808	+0,02	6,3
HD 101364	11^h 40^m 28,5^s	2690031+69° 00′ 31″	217	G5V	5783	+0,01	5,4
HD 197027	20^h 41^m 45,6^s	1728743−27° 12′ 57″	255	G3V	5723	−0,01	8,2

Solar siblings

Unter einem solar sibling (Geschwister der Sonne) versteht man einen Stern, der dieselbe chemische Zusammensetzung wie die Sonne hat und somit möglicherweise im selben Sternhaufen entstanden ist. Der einzige Kandidat bisher ist HD 162826. Da dieser Stern etwas größer ist als die Sonne, weicht er zum Beispiel bei der Spektralklasse mit F8 V stärker von der Sonne ab als Solar twins.

Sonnenähnlichkeit nach Lebensfreundlichkeit möglicher Planeten

Die Sonnenähnlichkeit eines Sterns wird gelegentlich auch beschrieben über die Möglichkeit, von einem Planeten in der habitablen Zone umkreist zu werden, der erdähnlich und potentiell in ähnlicher Weise wie die Erde lebensfreundlich ist. Dazu können folgende Parameter berücksichtigt werden:

• Der Stern ist ein mindestens 3 Milliarden Jahre alter Hauptreihenstern. Dies entspricht einer oberen Grenze für die Masse von ca. 1,5 Sonnenmassen, entsprechend einer frühesten Spektralklasse F5V. Solche Sterne können am Ende ihrer Hauptreihenexistenz eine absolute Helligkeit von bis zu 2,5^M erreichen (8,55-fache Sonnenhelligkeit).
• Der Stern ist kein veränderlicher Stern. Idealerweise wird eine Variabilität von weniger als 1 % vorausgesetzt, praktisch ist eine Grenze von 3 % entsprechend der Genauigkeit verfügbarer Daten. In Mehrfachsternsystemen mit einer hoch exzentrischen Umlaufbahn eines Begleitsterns ist auch die dadurch bedingte veränderliche Strahlungsintensität in der habitablen Zone zu beachten.
• Die habitable Zone muss dynamisch stabil sein. Für erdähnliche Planeten in Mehrfachsternsystemen mit drei oder mehr Sternen ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass ihre Umlaufbahnen langfristig stabil sind (während in Doppelsystemen Umlaufbahnen um einen der Partner (S-Typ) oder aber um ein engstehendes Sternpaar insgesamt (P-Typ) stabil sein können). Auch exzentrische Jupiter können die Umlaufbahnen von Planeten in der habitablen Zone verändern.

Ein Beispiel für einen solchen Stern ist HD 70642.

Siehe auch

• HabCat
• Liste der nächsten Sterne
• Habitable Zone
• Weltraumkolonisierung
• Gelber Zwerg

Literatur

• G. W. Lockwood & B. A. Skiff: The Photometric Variability of Sun-like Stars: Observations and Results, 1984—1995. In: The Astrophysical Journal. 485. Jahrgang, Nr. 2, 1997, S. 789–811, doi:10.1086/304453, bibcode:1997ApJ...485..789L. 
• G. Porto de Mello, R. da Silva, & L. da Silva, Da Silva, Da Silva: A Survey of Solar Twin Stars within 50 Parsecs of the Sun. In: Bioastronomy 99: A New Era in the Search for Life. 213. Jahrgang, 2000, S. 73, bibcode:2000ASPC..213...73P. 
• M. C. Turnbull & J. C. Tarter: Target Selection for SETI. II. Tycho-2 Dwarfs, Old Open Clusters, and the Nearest 100 Stars. In: The Astrophysical Journal Supplement Series. 149. Jahrgang, Nr. 2, 2003, S. 423–436, doi:10.1086/379320, bibcode:2003ApJS..149..423T. 
• J. C. Hall & G. W. Lockwood: The Chromospheric Activity and Variability of Cycling and Flat Activity Solar-Analog Stars. In: The Astrophysical Journal. 614. Jahrgang, Nr. 2, 2004, S. 942–946, doi:10.1086/423926, bibcode:2004ApJ...614..942H. 
• J. D. Jr do Nascimento, M. Castro, J. Meléndez, M. Bazot, S. Théado, G. F. Porto de Mello: Age and mass of solar twins constrained by lithium abundance. In: Astronomy and Astrophysics. 501. Jahrgang, Nr. 1, 2009, S. 687–694, doi:10.1051/0004-6361/200911935, arxiv:0904.3580, bibcode:2009A&A...501..687D. 

Einzelnachweise

1. D. R. Soderblom, J. R. King: Solar-Type Stars: Basic Information on Their Classification and Characterization. In: Solar Analogs: Characteristics and Optimum Candidates. 1998 ( (Memento des Originals vom 24. Mai 2009 im Internet Archive) [abgerufen am 26. Februar 2008]). 
2. E. E. Mamajek, L. A. Hillenbrand: Improved Age Estimation for Solar-Type Dwarfs Using Activity-Rotation Diagnostics. In: Astrophysical Journal. 687. Jahrgang, Nr. 2, 2008, S. 1264, doi:10.1086/591785, arxiv:0807.1686, bibcode:2008ApJ...687.1264M. 
3. SIMBAD Astronomical Database. In: SIMBAD. Centre de Données astronomiques de Strasbourg, abgerufen am 14. Januar 2009. 
4. N. C. Santos, G. Israelian, S. Randich, R. J. García López, R. Rebolo: Beryllium anomalies in solar-type field stars. In: Astronomy and Astrophysics. 425. Jahrgang, Nr. 3, Oktober 2004, S. 1013–1027, doi:10.1051/0004-6361:20040510, arxiv:astro-ph/0408109, bibcode:2004A&A...425.1013S. 
5. J. Holmberg, B. Nordstrom, J. Andersen: The Geneva-Copenhagen survey of the solar neighbourhood. III. Improved distances, ages, and kinematics. In: Astronomy and Astrophysics. 501. Jahrgang, Nr. 3, Juli 2009, S. 941–947, doi:10.1051/0004-6361/200811191, arxiv:0811.3982, bibcode:2009A&A...501..941H.  See Vizier catalogue V/130.
6. S. G. Sousa, N. C. Santos, M. Mayor, S. Udry, L. Casagrande, G. Israelian, F. Pepe, D. Queloz u. a.: Spectroscopic parameters for 451 stars in the HARPS GTO planet search program. Stellar [Fe/H] and the frequency of exo-Neptunes. In: Astronomy and Astrophysics. 487. Jahrgang, Nr. 1, August 2008, S. 373–381, doi:10.1051/0004-6361:200809698, arxiv:0805.4826, bibcode:2008A&A...487..373S.  See VizieR catalogue J/A+A/487/373.
7. G. F. Porto de Mello, W. Lyra, G. R. Keller: The Alpha Centauri binary system. Atmospheric parameters and element abundances. In: Astronomy and Astrophysics. 488. Jahrgang, Nr. 2, September 2008, S. 653–666, doi:10.1051/0004-6361:200810031, arxiv:0804.3712, bibcode:2008A&A...488..653P. 
8. Luca Casagrande, Chris Flynn, Laura Portinari, Leo Girardi, Raul Jimenez: The helium abundance and ΔY/ΔZ in lower main-sequence stars. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 382. Jahrgang, Nr. 4, Dezember 2007, S. 1516–1540, doi:10.1111/j.1365-2966.2007.12512.x, arxiv:astro-ph/0703766, bibcode:2007MNRAS.382.1516C. 
9. Tabetha S. Boyajian, Harold A. McAlister, Ellyn K. Baines, Douglas R. Gies, Todd Henry, Wei‐Chun Jao, David o’Brien, Deepak Raghavan u. a.: Angular Diameters of the G Subdwarf μ Cassiopeiae A and the K Dwarfs σ Draconis and HR 511 from Interferometric Measurements with the CHARA Array. In: The Astrophysical Journal. 683. Jahrgang, Nr. 1, August 2008, S. 424–432, doi:10.1086/589554, arxiv:0804.2719, bibcode:2008ApJ...683..424B. 
10. A. Jeff Valenti, A. Debra Fischer: Spectroscopic Properties of Cool Stars (SPOCS). I. 1040 F, G, and K Dwarfs from Keck, Lick, and AAT Planet Search Programs. In: The Astrophysical Journal Supplement Series. 159. Jahrgang, Nr. 1, Juli 2005, S. 141–166, doi:10.1086/430500, bibcode:2005ApJS..159..141V.  See VizieR catalogue J/ApJS/159/141.
11. V. V. Kovtyukh, C. Soubiran, S. I. Belik, N. I. Gorlova: High precision effective temperatures for 181 F-K dwarfs from line-depth ratios. In: Astronomy and Astrophysics. 411. Jahrgang, Nr. 3, 2003, S. 559–564, doi:10.1051/0004-6361:20031378, arxiv:astro-ph/0308429, bibcode:2003A&A...411..559K. 
12. D.R. Williams: Sun Fact Sheet. NASA, 2004, abgerufen am 23. Juni 2009. 
13. Jorge Meléndez, Iván Ramírez: HIP 56948: A Solar Twin with a Low Lithium Abundance. In: The Astrophysical Journal. 669. Jahrgang, Nr. 2, November 2007, S. L89–L92, doi:10.1086/523942, arxiv:0709.4290, bibcode:2007ApJ...669L..89M. 
14. S. G. Sousa, J. Fernandes, G. Israelian, N. C. Santos: Higher depletion of lithium in planet host stars: no age and mass effect. In: Astronomy and Astrophysics. 512. Jahrgang, März 2010, S. L5, doi:10.1051/0004-6361/201014125, arxiv:1003.0405, bibcode:2010A&A...512L...5S. 
15. Y. Takeda, A. Tajitsu: High-Dispersion Spectroscopic Study of Solar Twins: HIP 56948, HIP 79672, and HIP 100963. In: Publications of the Astronomical Society of Japan. 61. Jahrgang, 2009, S. 471, arxiv:0901.2509, bibcode:2009PASJ...61..471T. 
16. Jeremy R. King, Ann M. Boesgaard, Simon C. Schuler: Keck HIRES Spectroscopy of Four Candidate Solar Twins. In: The Astronomical Journal. 130. Jahrgang, Nr. 5, November 2005, S. 2318–2325, doi:10.1086/452640, arxiv:astro-ph/0508004, bibcode:2005AJ....130.2318K. 
17. Vázquez, M.; Pallé, E.; Rodríguez, P. Montañés: The Earth as a Distant Planet: A Rosetta Stone for the Search of Earth-Like Worlds (= Astronomy and Astrophysics Library). Springer New York, 2010, ISBN 978-1-4419-1683-9, Is Our Environment Special?, S. 391–418, doi:10.1007/978-1-4419-1684-6.  See table 9.1.
18. Monroe, T. R.: High Precision Abundances of the Old Solar Twin HIP 102152: Insights on Li Depletion from the Oldest Sun. In: The Astrophysical Journal Letters. 774. Jahrgang, Nr. 2, 2013, S. 22, doi:10.1088/2041-8205/774/2/L32, arxiv:1308.5744, bibcode:2013ApJ...774L..32M. 
19. M. C. Turnbull, J. C. Tarter: Target Selection for SETI. I. A Catalog of Nearby Habitable Stellar Systems. In: The Astrophysical Journal Supplement Series. 145. Jahrgang, 2002, S. 181, doi:10.1086/345779, arxiv:astro-ph/0210675, bibcode:2003ApJS..145..181T. 
20. Solar System 'twin' found In: BBC News, 3. Juli 2003