Pressemeddelelse

Varme stjerner har enorme magnetiske bumser, viser ESO-data

1. juni 2020

På overfladen af nogle af de ekstremt varme stjerner i stjernehobene er der enorme pletter, viser observationer med European Southern Observatorys teleskoper. Ikke nok med, at stjernerne har store magnetiske "bumser", men nogle af dem har også superudbrud; superflares, som er eksplosioner med en energi, som er adskillige millioner gange kraftigere end tilsvarende udbrud på Solen. Opdagelserne, som bliver offentliggjort idag i Nature Astronomy, vil gøre det lettere for astronomerne at forstå disse forunderlige stjerner, og det vil åbne for forståelsen også af andre af stjerneastronomiens uforklarede spørgsmål.

Forskerholdet, som ledes af Yazan Momany fra INAF Astronomical Observatory i Padua i Italien, har studeret en speciel stjernetype, som kaldes ekstreme horisontalgrensstjerner. Det er objekter med omkring halvt så stor en masse som Solen, men de er fire til fem gange varmere på overfladen. "Disse små varme stjerner er specielle fordi vi véd, at de kommer til at overspringe en af de sidste faser i et typisk stjerneliv, og dø for tidligt," siger Momany, som tidligere har været stabsastronom ved ESOs Paranalobservatorium i Chile. "I vores galakse ser vi almindeligvis, at denne type stjerner findes sammen med en nær ledsagestjerne."

Men det har overrasket, at hovedparten af de ekstreme horisontalgrensstjerner, som findes i de tætpakkede stjernehobe, som kaldes kuglehobe ikke ser ud til at have ledsagere. Forskerne har i længere tid observeret disse stjerner med ESOs teleskoper, og de har tillige opdaget, at disse forunderlige objekter har skjult endnu en hemmelighed. Observationer i tre forskellige kuglehobe har vist for Momany og kollegerne, at mange af de stjerner, som tilhører den ekstreme horisontalgren, viser regelmæssige forandringer i deres lysstyrker over perioder på få dage og op til nogle uger.

"Vi har udelukket alle andre muligheder, så der var kun een mulighed tilbage til at forklare de variationer i lysstyrken, som vi har set," konkludere Simone Zaggia, som er medforfatter, og også arbejder ved INAF Astronomical Observatory i Padua, og som er tidligere ESO Fellow: "disse stjerner må være plaget af bumser!"

De bumser, eller pletter, som man ser på ekstreme horisontalgrensstjerner ser ud til at være helt anderledes end de mørke solpletter, som vi ser på vores egen Sol, men i begge tilfælde skyldes de magnetfelter. Pletterne på disse varme stjerner er klarere og varmere end den omgivende stjerneoverflade, til forskel fra Solen, hvor vi ser solpletterne som mørke områder, som er koldere end omgivelserne. De pletter, som vi ser på stjernerne i den ekstreme horisontalgren er også markant større end solpletter - de kan dække op til en fjerdedel af stjernens overflade. Pletterne er også meget holdbare. De kan vare i årtier, hvor Solens pletter kun varer nogle få dage eller måneder. I forbindelse med de varme stjerners omdrejning vil de varme pletter på overfladen komme og gå, og det er det, som er årsag til de tydelige variationer i lysstyrken.

Ud over variationerne i lysstyrken opdagede forskerholdet også, at nogle få af disse stjerner havde superflares - altså pludselige eksplosioner af energe, som er et andet tegn på, at der er kraftige magnetfelter tilstede. "Det ligner de udbrud, som vi ser på Solen, og som kaldes flares, men de udsender ti millioner gange mere energi," siger medforfatter Henri Boffin, som er astronom ved ESOs hovedkvarter i Tyskland. "Det er bestemt ikke en opførsel, som vi havde ventet, og det viser, at magnetfelter er meget vigtige at have i tankerne, når vi skal forklare disse stjerners egenskaber."

Efter i tres år at have prøvet at forstå ekstreme horisontalgrensstjerner, har astronomerne nu endelig fået en bedre ide om, hvad der foregår i dem. Desuden kan disse opdagelser hjælpe til med at forklare hvordan kraftige magnetfelter opstår i mange hvide dværgstjerner - stjerner, som er i den sidste fase af udviklingen for sollignende stjerner, og som på nogle områder ligner horisontalgrensstjernerne. "Ser man overordnet på tingene," siger medforfatter David Jones, som er tidligere ESO Fellow, og som nu arbejder ved Instituto de Astrofisica de Canarias, Spanien, "finder vi, at ændringer i lysstyrken for alle varme stjerner, fra unge sollignende stjerner til gamle stjerner i den ekstreme horisontalgren, og også for længst døde hvide dværgstjerner er af samme slags. Disse stjernetyper kan forklares ved, at de alle sammen lider af magnetisk forårsagede pletter på overfladen."

Astronomerne har i forbindelse med disse observationer brugt forskellige instrumenter på ESOs Very Large Telescope (VLT), her iblandt VIMOS, FLAMES og FORS2, og desuden OmegaCAM, som er monteret på  VLT Survey Telescope på Paranalobservatoriet. Desuden har de brugt ULTRACAM ved New Technology Telescope på ESOs La Silla Observatorium, også i Chile. Gennembrugdet skete da forskerholdet observerede stjernerne i nær-ultraviolet lys, hvor de varme ekstreme stjerner sprang i øjnene i sammenligning med de koldere stjerner i kuglehobene.

Noter

Om horisontalgrenen i Hertzsprung-Russell-diagrammet: se opslaget i Wikipedia.

Om kugleformede stjernehobe; kuglehobe: se opslaget i Wikipedia

Andre opklarende spørgsmål: kontakt ESON-Danmarks repræsentant; se nedenfor.

Mere information

Forskningsresultaterne offentliggøres i en artikel med titlen “A plague of magnetic spots among the hot stars of globular clusters”, som offentliggøres mandag i Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-020-1113-4).

Forskerholdet består af Y. Momany (INAF Astronomical Observatory of Padua, Italien [INAF Padua]), S. Zaggia (INAF Padua), M. Montalto (Department of Physics and Astronomy, University of Padua, Italien [U. Padua]), D. Jones (Instituto de Astrofísica de Canarias and Department of Astrophysics, University of La Laguna, Tenerife, Spanien), H.M.J. Boffin (European Southern Observatory, Garching, Tyskland, S. Cassisi (INAF Astronomical Observatory of Abruzzo and INFN Pisa, Italien), C. Moni Bidin (Instituto de Astronomia, Universidad Catolica del Norte, Antofagasta, Chile), M. Gullieuszik (INAF Padua), I. Saviane (European Southern Observatory, Santiago, Chile), L. Monaco (Departamento de Ciencias Fisicas, Universidad Andreas Bello, Santiago, Chile), E. Mason (INAF Astronomical Observatory of Trieste, Italien), L. Girardi (INAF Padua), V. D’Orazi (INAF Padua), G. Piotto (U. Padua), A.P. Milone (U. Padua), H. Lala (U. Padua), P.B. Stetson (Herzberg Astronomy and Astrophysics, National Research Council, Victoria, Canada), and Y. Beletsky (Las Campanas Observatory, Carnegie Institution of Washington, La Serena, Chile).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. 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

• Forskningsartiklen
• Fotos af VLT
• Fotos af ESOs oversigtsteleskoper, her iblandt VST
• Fotos fra ESOs La Silla Observatorium
• For forskere: har I en historie? Sådan kan den blive synlig.

Kontakter

Yazan Al Momany
INAF - Osservatorio Astronomico di Padova
Padua, Italy
Tel: +39 333 6297662
E-mail: yazan.almomany@inaf.it

Henri Boffin
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
E-mail: hboffin@eso.org

David Jones
Instituto de Astrofísia de Canarias (IAC)
Tenerife, Spain
Tel: +34 63 8982356
E-mail: djones@iac.es

Simone Zaggia
INAF - Osservatorio Astronomico di Padova
Padua, Italy
Tel: +39 (0)49 8293533
E-mail: simone.zaggia@inaf.it

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: pio@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 eso2009 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.