Pressemeddelelse

Solens ældste tvilling er fundet

ESOs VLT frembringer nye spor der kan hjælpe med at løse litium mysterium

28. august 2013

En international forskergruppe under ledelse af Brasilianske astronomer har brugt ESOs Very Large Telescope til at identificere og studere Solens hidtil ældste kendte tvilling. Stjernen HIP 102152 der ligger 250 lysår fra Jorden, er mere lig Solen end nogen anden soltvilling - bortset fra at den er næsten 4 milliarder år ældre. Denne gamle, men næsten identiske, tvilling giver os en enestående mulighed, for at se hvordan Solen vil se ud når den ældes. De nye observationer giver også for første gang et klart og vigtigt link mellem en stjernes alder og dens litiumindhold, og viser også tegn på, at der omkring HIP 102152 måske kredser jordlignende stenplaneter.

Astronomer har kun observeret Solen med teleskoper i 400 år - en meget lille del af Solens liv på 4,6 milliarder år. Det er meget svært at studere historien og den fremtidige udvikling af vores stjerne, men vi kan gøre dette ved at lede efter de sjældne stjerner, der er næsten præcis som vores egen, men på andre stadier i deres liv. Nu har astronomer identificeret en stjerne, der essentielt er en identisk tvilling til Solen, men 4 milliarder år ældre - det er næsten som at se en rigtig version af tvillingeparadokset [1].

Jorge Melendez (Universidade de São Paulo, Brazillien) der er gruppeleder og medforfatter på artiklen forklarer: "I årtier har astronomer søgt efter Solens tvillinger for at forstå vores egen livsgivende Sol bedre. Men der er blevet fundet meget få tvillinger, siden den første blev opdaget i 1997. Vi har nu fået et spektrum i fantastisk kvalitet fra VLT, og kan granske soltvillinger med ekstrem præcision, for at finde svar på om Solen er speciel."

Forskergruppen undersøgte to soltvillinger [2] - en man mente var yngre end Solen (18 Scorpii), og en man troede var ældre (HIO 102152). De brugte UVES spektrografen på Very Large Telescope (VLT) på ESOs Paranal-observatiorium til at splitte lyset op i dets farvekomponenter, så den kemiske sammensætning og andre egenskaber af disse stjerner kunne undersøges i stor detalje.

De fandt ud af, at HIP 102152 i stjernebilledet Capricornus (Stenbukken) er den hidtil ældste kendte soltvilling. Dens alder er estimeret til at være 8,2 milliarder år, mens vores Sol er 4,6 milliarder år. Samtidig blev det bekræftet, at 18 Scorpii er yngre end Solen, med en alder på omkring 2,9 milliarder år.

Studier af den gamle soltvilling HIP 102152 gør det muligt for forskere at forudse, hvad der vil ske med vores egen Sol, når den når samme alder, og de har allerede gjort en betydningsfuld opdagelse. "Et af de problemer vi gerne ville se nærmere på, var om Solens sammensætning er typisk," siger Melendez. "Og vigtigst, hvorfor den har sådan et mærkeligt lavt indhold af litium?"

Litium er det tredje grundstof i den periodiske tabel, og blev skabt i Big Bang sammen med brint og helium. Astronomer har i årevis undret sig over, hvorfor nogle stjerner indeholder mindre litium end andre. Med de nye observationer af HIP 102152, har astronomerne taget et stort skridt imod at løse dette mysterium ved at finde en stærk sammenhæng mellem alderen af Sollignende stjerner, og deres mængde af litium.

Vores egen Sol har kun 1 % af det litium, der var tilstede i det materiale som den er dannet fra. Ud fra undersøgelse af yngre soltvillinger har man set, at de yngre søskende indeholder betydeligt større mængder litium, men indtil nu har forskerne ikke kunne bevise en klar sammenhæng mellem alder og litiummængde [3].

TalaWanda Monroe (Universidade de São Paulo), der er hovedforfatter på den nye artikel konkluderer: "Vi har set, at HIP 102152 indeholder en meget lav mængde litium. Dette viser for første gang tydeligt, at ældre soltvillinger faktisk indeholder mindre litium end vores egen Sol, eller de yngre soltvillinger. Vi kan nu være sikre på, at stjerner på en eller anden måde ødelægger deres litium, når de ældes, og Solens indhold af litium ser ud til at være normalt for dens alder." [4]

Den sidste drejning i historien er, at HIP 102152 har et usædvanlig kemisk sammensætningsmønster, der er en smule anderledes end andre soltvillinger, men ligner Solens. De viser begge en mangel på grundstoffer der er mange af i meteoritter og på Jorden. Dette er et stærkt tegn på, at HIP 102152, måske har jordlignende stenplaneter i kredsløb [5].

Noter

[1] Mange har hørt om tvillingeparadokset: en identisk tvilling tager på en rumrejse, og kommer tilbage til Jorden yngre end sin søskende. Selvom der ikke sker nogen tidsrejse her, ser vi klart to aldre for disse to ens stjerner - øjebliksbilleder af Solens liv på forskellige stadier.

[2] Soltvillinger, solanaloger og sollignende stjerner er kategorier af stjerner, der beskrives ud fra deres lighed med vores egen Sol. Soltvillinger er dem, der er mest lig vores Sol, da de har meget ens masser, temperaturer og kemiske sammensætninger. Soltvillinger er sjældne men de andre klasser, hvis lighed er mindre er meget mere almindelige.

[3] Forrige studier har vist, at en stjernes litiumindhold også kan blive påvirket af om der kredser store planeter omkring dem (eso0942, eso0118, Nature artikel) selvom disse resultater er blevet debatteret (ann1046).

[4] Det er stadigvæk uklart, præcis hvordan litium bliver ødelagt inde i stjernerne, selvom adskillelige processer har været forslået, der skal transportere litium fra stjernens overflade ind i dens indre, hvor det bliver ødelagt.

[5] Hvis en stjerne indeholder færre grundstoffer end vi normalt ser i stenobjekter, er det tegn på at der kredser jordlignende stenplaneter omkring den, da sådanne planeter vil indsamle alle de tunge grundstoffer, når de dannes fra skiven, der omgiver stjernen. Forslaget om at der måske findes sådanne planeter omkring HIP 102152, bliver styrket af at målinger af stjernens radialhastighed med ESOs HARPS spektrograf, der viser tegn på, at der ikke findes nogle kæmpe planeter i stjernens beboelige zone. Dette vil muliggøre eksistensen af potentielle Jordlignende planeter omkring HIP 102152, hvor der i systemer, hvor kæmpeplaneter ligger tæt på deres stjerne, er en meget lille chance for at finde små stenplaneter, da disse objekter bliver forstyrret.

Mere information

Denne forskning blev præsenteret i en artikel: “High precision abundances of the old solar twin HIP 102152: insights on Li depletion from the oldest Sun”, af TalaWanda Monroe et al. i the Astrophysical Journal Letters.

Forkergruppen bestod af TalaWanda R. Monroe, Jorge Meléndez (Universidade de São Paulo, Brazillien [USP]), Iván Ramírez (The University of Texas at Austin, USA), David Yong (Australian National University, Australien [ANU]), Maria Bergemann (Max Planck Institute for Astrophysics, Tyskland), Martin Asplund (ANU), Jacob Bean, Megan Bedell (University of Chicago, USA), Marcelo Tucci Maia (USP), Karin Lind (University of Cambridge, Storbritannien), Alan Alves-Brito, Luca Casagrande (ANU), Matthieu Castro, José-Dias do Nascimento (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Brazillien), Michael Bazot (Centro de Astrofísica da Universidade de Porto, Portugal) og Fabrício C. Freitas (USP).

ESO er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESOs aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 39 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive "verdens største øje mod himlen".

Links

• Videnskabelig artikel
• FAQ om Brasilien og ESO (på engelsk)
• Billeder af VLT

Kontakter

TalaWanda R. Monroe
Universidade de São Paulo
São Paulo, Brazil
Tel: +55 11 3091 2815
E-mail: tmonroe@usp.br

Jorge Meléndez
Universidade de São Paulo
São Paulo, Brazil
Tel: +55 11 3091 2840
E-mail: jorge.melendez@iag.usp.br

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

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1337 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.