Pressemeddelelse

Portræt af stjernen Antares' overflade og atmosfære

Kun overfladebevægelser for Solen har vi hidtil kendt til - nu har vi også kortlagt dem for stjernen Antares

23. august 2017

Det hidtil mest detaljerede billede af en anden stjernes overflade er nu optaget ved hjælp af ESOs Very Large Telescope Interferometer. Desuden har astonomerne fremstillet et kort, som viser hastighedsfordelingen for de gasser, som hvirvler rundt både på overfladen og i stjernens atmosfære. Det er noget, som indtil nu kun har været kendt for vores egen stjerne, Solen. Nu kender vi også forholdene for den røde superkæmpe Antares, hvor der kan ses helt uventet voldsom turbulens i stjernens enorme atmosfære. Opdagelserne er offentliggjorte i tidsskriftet Nature.

For det blotte øje er den kendte klare stjerne Antares i hjertet af stjernebilledet Scorpius (Skorpionen) tydeligt rødfarvet. Det er en enorm og forholdsvis kold stjerne af typen rød superkæmpe, og den er i de sidste faser i sin udvikling - på nippet til at blive til en supernova [1].

Kortlægningen af Antares overflade og bevægelserne af gasarterne i stjernens overflade og atmosfære er udført af et hold astronomer under ledelse af Keiichi Ohnaka fra  Universidad Católica del Norte i Chile, og det er ESOs Very Large Telescope Interferometer (VLTI) på Paranalobservatoriet i Chile, som har leveret observationerne.

VLTI er et enestående anlæg, hvor lyset fra op til fire teleskoper kan kombineres, så det svarer til et virtuelt teleskop, som er meget større end de fire enkelte teleskoper. Enten kan man bruge de fire 8,2 meter Unit Telescopes, eller de mindre Auxiliary Telescopes, og det virtuelle teleskop kan få en diameter, som er op til 200 meter. Det gør det muligt at skelne langt finere detaljer på himlen end det er muligt med blot et enkelt teleskop.

"Det har i over et halvt århundrede været et problem at forstå, hvordan en stjerne som Antares kan miste stof så hurtigt, som vi ser det i den sidste fase af dens udvikling," siger Keiichi Ohnaka, som også er hovedforfatter på artiklen. "VLTI er det eneste sted, hvor vi direkte kan måle gassernes bevægelser i ANtares' udstrakte atmosfære. Det har været et vigtigt trin i opklaringen af dette problem. Det næste, vi står foran er at prøve at forstå, hvad det er, der holder disse turbulente bevægelser igang."

Med de nye målinger har forskerholdet sammensat et todimensionelt hastighedskort over atmosfæren til en stjerne, som ikke er Solen. Det har de gjort med VLTI, hvor tre af AT-teleskoperne og et instrument, som har navnet AMBER er brugt til at optage en række billeder af Antares' overflade indenfor et lille område af infrarødt lys. Forskerne har så brugt disse data til at beregne forskellene i gassernes hastigheder forskellige steder i stjerneatmosfæren og på stjernens overflade, og også gennemsnitshastigheden for hele stjernen [2]. Resultatet er et kort over relative hastigheder i atmosfæren hen over hele stjernens skive - og det er første gang noget sådant er gjort for andre stjerner end Solen.

Der blev fundet turbulent tynd gas meget længere fra stjernens overflade end ventet, og astronomerne konkluderer, at de bevægelser ikke kan stamme fra konvektion [3]. Det er den proces, som i mange stjerner transporterer energien fra stjernens indre og ud til deres atmosfære. I tilfældet med Antares må der være en hidtil ukendt proces, som forklarer de voldsomme bevægelser i de udbredte atmosfærer for røde superkæmper som Antares.

"I fremtiden vil vi kunne bruge denne observationsteknik til forskellige stjernetyper, og dermed studere deres oveflader og atmosfærer meget bedre end hidtil. Indtil nu har vi kun kunnet gøre noget lignende for Solen," slutter Ohnaka. "Det, vi her har gjort, giver astrofysikken for stjernerne helt nye muligheder, og åbner et nyt vindue til studiet af stjerner."

Noter

[1] Antares er en typisk rød superkæmpe. Disse enorme døende stjerner dannes med masser, som er imellem ni og 40 gange større end Solens. Når en stjerne bliver til en rød superkæmpe, udvider dens atmosfære sig, så den bliver stor og kraftigt lysende, men den har en lav stoftæthed. Nu vejer Antares omkring 12 gange mere end Solen, og den har en diameter, som er 700 gange større end Solens. Til en start mener astronomerne, at Antares vejede tæt ved 15 gange mere end Solen, så den har kastet tre solmasser ud i løbet af sin levetid indtil nu.

[2] Den hastighed, som stof bevæger sig med imod eller væk fra os her på Jorden kan måles med Dopplereffekten, hvor spektralliniernes plads flytter sig enten imod den røde eller den blå ende af spektret, afhængigt af, om det stof, som udsender eller absorberer lyset bevæger sig væk fra os eller imod os.

[3] Konvektion er en proces, hvor koldt stof bevæger sig nedad og varmt stof bevæger sig opad i en cyklisk bevægelse. På Jorden ser vi det i atmosfæren, i havstrømme og for eksempel luftstrømmen i en opvarmet stue. Det er også den proces, som flytter rundt med stoffet inde i stjernerne.

Mere information

Forskningsresultaterne her er offentliggjort i en artikel med titlen “Vigorous atmospheric motion in the red supergiant star Antares”, af K. Ohnaka et al., som er offentliggjort i tidsskriftet Nature.

Forskerholdet består af K. Ohnaka (Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile), G. Weigelt (Max- Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland) and K. -H. Hofmann (Max- Planck-Institut für Radioastronomie).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Hele artiklen fra Nature

Kontakter

Keiichi Ohnaka
Instituto de Astronomía — Universidad Católica del Norte
Antofagasta, Chile
Tel: +56 55 235 5493
Email: k1.ohnaka@gmail.com

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Ole J. Knudsen (press contact Danmark)
ESO Science Outreach Network and Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
Email: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1726 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.