Andreas Künstler

• Spots on stellar surfaces are thought to be stellar analogues of sunspots. Thus, starspots are direct manifestations of strong magnetic fields. Their decay rate is directly related to the magnetic diffusivity, which itself is a key quantity for the deduction of an activity cycle length. So far, no single starspot decay has been observed, and thus no stellar activity cycle was inferred from its corresponding turbulent diffusivity. We investigate the evolution of starspots on the rapidly-rotating K0 giant XX Triangulum. Continuous high-resolution and phase-resolved spectroscopy was obtained with the robotic 1.2-m STELLA telescope on Tenerife over a timespan of six years. With our line-profile inversion code iMap we reconstruct a total of 36 consecutive Doppler maps. To quantify starspot area decay and growth, we match the observed images with simplified spot models based on a Monte-Carlo approach. It is shown that the surface of XX Tri is covered with large high-latitude and even polar spots and with occasional small equatorial spots.Spots on stellar surfaces are thought to be stellar analogues of sunspots. Thus, starspots are direct manifestations of strong magnetic fields. Their decay rate is directly related to the magnetic diffusivity, which itself is a key quantity for the deduction of an activity cycle length. So far, no single starspot decay has been observed, and thus no stellar activity cycle was inferred from its corresponding turbulent diffusivity. We investigate the evolution of starspots on the rapidly-rotating K0 giant XX Triangulum. Continuous high-resolution and phase-resolved spectroscopy was obtained with the robotic 1.2-m STELLA telescope on Tenerife over a timespan of six years. With our line-profile inversion code iMap we reconstruct a total of 36 consecutive Doppler maps. To quantify starspot area decay and growth, we match the observed images with simplified spot models based on a Monte-Carlo approach. It is shown that the surface of XX Tri is covered with large high-latitude and even polar spots and with occasional small equatorial spots. Just over the course of six years, we see a systematically changing spot distribution with various time scales and morphology such as spot fragmentation and spot merging as well as spot decay and formation. For the first time, a starspot decay rate on another star than the Sun is determined. From our spot-decay analysis we determine an average linear decay rate of D = -0.067±0.006 Gm^2/day. From this decay rate, we infer a turbulent diffusivity of η_τ = (6.3±0.5) x 10^14 cm^2/s and consequently predict an activity cycle of 26±6 years. The obtained cycle length matches very well with photometric observations. Our time-series of Doppler maps further enables to investigate the differential rotation of XX Tri. We therefore applied a cross-correlation analysis. We detect a weak solar-like differential rotation with a surface shear of α = 0.016±0.003. This value agrees with similar studies of other RS CVn stars. Furthermore, we found evidence for active longitudes and flip-flops. Whereas the more active longitude is located in phase towards the (unseen) companion star, the weaker active longitude is located at the opposite stellar hemisphere. From their periodic appearance, we infer a flip-flop cycle of ~2 years. Both activity phenomena are common on late-type binary stars. Last but not least we redetermine several astrophysical properties of XX Tri and its binary system, as large datasets of photometric and spectroscopic observations are available since its last determination in 1999. Additionally, we compare the rotational spot-modulation from photometric and spectroscopic studies.…
• Sternflecken gelten als stellare Analoga zu Sonnenflecken. Somit sind Sternflecken direkte Erscheinungsformen starker Magnetfelder. Ihre Zerfallsrate ist direkt mit der magnetischen Diffusivität verknüpft, welche selbst ein Maß für die Länge eines Aktivitätszyklus ist. Bislang konnte noch kein Zerfall eines einzelnen Sternflecks beobachtet werden und somit konnte noch kein stellarer Aktivitätszyklus mittels einer aus dem Fleckenzerfall abgeleiteten Diffusivität bestimmt werden. Wir untersuchen die Entwicklung von Sternflecken auf dem schnell rotierenden K0 Riesenstern XX Triangulum. Über einen Zeitraum von sechs Jahren wurden durchgängig hochauflösende Spektren mit dem 1.2-m STELLA Teleskop auf Teneriffa aufgenommen. Mit unserem Inversionscode für Linienprofile (iMap) werden insgesamt 36 Dopplerkarten der Sternoberfläche rekonstruiert. Um sowohl den Zerfall als auch die Entstehung von Sternflecken zu bestimmen, werden die rekonstruierten Dopplerkarten mit vereinfachten Fleckenmodellen mittels einer Monte-Carlo-Methode abgebildet. EsSternflecken gelten als stellare Analoga zu Sonnenflecken. Somit sind Sternflecken direkte Erscheinungsformen starker Magnetfelder. Ihre Zerfallsrate ist direkt mit der magnetischen Diffusivität verknüpft, welche selbst ein Maß für die Länge eines Aktivitätszyklus ist. Bislang konnte noch kein Zerfall eines einzelnen Sternflecks beobachtet werden und somit konnte noch kein stellarer Aktivitätszyklus mittels einer aus dem Fleckenzerfall abgeleiteten Diffusivität bestimmt werden. Wir untersuchen die Entwicklung von Sternflecken auf dem schnell rotierenden K0 Riesenstern XX Triangulum. Über einen Zeitraum von sechs Jahren wurden durchgängig hochauflösende Spektren mit dem 1.2-m STELLA Teleskop auf Teneriffa aufgenommen. Mit unserem Inversionscode für Linienprofile (iMap) werden insgesamt 36 Dopplerkarten der Sternoberfläche rekonstruiert. Um sowohl den Zerfall als auch die Entstehung von Sternflecken zu bestimmen, werden die rekonstruierten Dopplerkarten mit vereinfachten Fleckenmodellen mittels einer Monte-Carlo-Methode abgebildet. Es zeigt sich, dass die Oberfläche von XX Tri mit großen Flecken auf hohen und sogar polaren Breiten bedeckt ist sowie gelegentlichen kleineren Flecken nahe des Äquators. Gerade in der Zeitspanne von sechs Jahren sehen wir eine systematische Veränderung der Fleckenverteilung auf unterschiedlichen Zeitskalen und mit unterschiedlicher Morphologie, wie Fleckenaufspaltung und Fleckenvereinigung sowie Fleckenzerfall und Fleckenentstehung. Zum ersten Mal wird die Zerfallsrate eines Sternflecks auf einem anderen Stern als der Sonne bestimmt. Von unserer Fleckenzerfallsanalyse bestimmen wir eine mittlere lineare Zerfallsrate von D = -0.067±0.006 Gm^2/d. Von dieser Zerfallsrate leiten wir eine turbulente Diffusivität von η_τ = (6.3±0.5) x 10^14 cm^2/s ab, und schließen daraus einen Aktivitätszyklus von 26±6 Jahren. Diese Zykluslänge stimmt gut mit photometrischen Beobachtungen überein. Unsere Dopplerkarten ermöglichen zusätzlich die Untersuchung der differentiellen Rotation auf XX Tri, wofür eine Kreuzkorrelationsmethode angewandt wird. Wir detektieren eine schwache sonnenähnliche differentielle Rotation mit einer Oberflächenscherung von α = 0.016±0.003. Dieser Wert stimmt mit vergleichbaren Untersuchungen anderer RS CVn-Sterne überein. Zudem haben wir Anzeichen für aktive Longituden und Flip-Flops gefunden. Während sich die aktivere Longitude in Phase zu dem (nicht sichtbaren) Begleitstern befindet, liegt die schwächere aktive Longitude auf der gegenüberliegenden Hemisphäre. Aus ihrem periodischen Auftreten schließen wir auf einen Flip-Flop-Zyklus von ungefähr zwei Jahren. Beide Aktivitätserscheinungen sind häufig auf Doppelsternen späten Spektraltyps zu finden. Zu guter Letzt bestimmen wir die astrophysikalischen Eigenschaften von XX Tri neu, da seit der letzten Bestimmung im Jahre 1999 große neue Datensätze unterschiedlicher Beobachtungen vorhanden sind. Zusätzlich vergleichen wir die periodische Fleckenmodulation aus photometrischen und spektroskopischen Analysen.…