Pressemeddelelse

Skarpeste video af en stjerne med bobler

11. september 2024

For første gang er det lykkedes en gruppe astronomer at optage billeder af en stjerne, bortset fra Solen, i så stor detalje, at man kan følge hvordan bobler af gas bevæger sig i overfladen. Billederne, af stjernen R Doradus, er optaget med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile, et teleskopanlæg, hvor Det europæiske Sydobservatorium ESO er medejer. Optagelserne blev foretaget i juli og august 2023, og de viser enorme varme gasbobler, som er 75 gange større end Solen. De dukker op på stjernens overflade, og synker så tilbage i stjernens indre, og det sker hurtigere end tidligere formodet.

"Det er første gang vi kan vise hvordan en rigtig stjerne bobler i overfladen," [1] siger Wouter Vlemmings, som er professor ved Chalmers Tekniske Højskole i Sverige, og som er hovedforfatter til en artikel, som offentliggøres idag i tidsskriftet Nature. "Vi havde aldrig regnet med at få data af så høj kvalitet, som viser os detaljer i konvektionen på stjernens overflade."

Stjernerne omdanner energi i deres indre ved kernefusion. Energien kan så transporteres ud imod stjernens overflade som enorme varme bobler af gasarter. Når de når overfladen afgiver de deres energi og synker tilbage, lidt ligesom i en lavalampe. Denne opblanding, som kaldes konvektion, fordeler de tunge grundstoffer, som for eksempel kulstof og nitrogen, som dannes i stjernens kerne i hele stjernen. Det menes også, at processerne er årsagen til den stjernevind, som fører disse grundstoffer ud i Verdensrummet, hvor de indgår i dannelsen af nye stjerner og planeter.

Det er aldrig før lykkedes at følge denne konvektion i detaljer i stjerner bortset fra Solen. Ved hjælp af ALMA har forskerne kunnet indhøste billeder af overfladen af stjernen R Doradus i høj opløsning igennem en måned. R Doradus er en rød kæmpestjerne med en diameter, som er omkring 350 gange større end Solens, og den befinder sig 180 lysår borte fra os, i stjernebilledet Doradus (Guldfisken) på Sydhimlen. Det, at stjernen er så stor og så tæt på os, betyder, at den er ideel for detaljerede observationer. Desuden vejer den nogenlunde lige så meget som Solen, så det betyder, at R Doradus formentlig ser ud nu, som Solen kommer til at se ud, når den om cirka fem milliarder år også bliver til en rød kæmpestjerne.

"Det er konvektion, som skaber den smukke kornede overflade, som vi ser på overfladen af vores egen Sol, men det er svært at se det på andre stjerner," tilføjer Theo Khouri, som forsker ved Chalmers, og som er medforfatter til artiklen. "Ved hjælp af ALMA har vi nu ikke blot haft held til at se disse konvektive celler - som er omkring 75 gange større end Solens diameter - men vi har også kunnet måle, hvor hurtigt de bevæger sig for første gang."

Konvektionscellerne på R Doradus ser ud til at ændre sig med en periode på en måned, og det er hurtigere end hvad forskerne forventede ud fra, hvad vi kender konvektion på Solen. "Vi véd endnu ikke hvad forskellen skyldes. Det ser ud til, at konvektionen ændrer sig i takt med, at en stjerne bliver ældre, på en måde, som vi endnu ikke forstår," siger Vlemmings. Observationer som disse af R Doradus hjælper os til bedre at forstå, hvordan stjerner af Solens type opfører sig, når de med tiden køler ned og bliver lige så store og boblende som R Doradus er det nu.

"Det er helt enestående, at vi nu direkte kan tage billeder af detaljer på overfladen af stjerner, som er så langt borte, og at vi kan observere fysiske processer, som indtil nu stort set kun har været observérbare på Solen," slutter Behzad Bojnodi Arbab, som er PhD-studerende ved Calmers, og som også har medvirket til artiklen.

Noter

[1] Det er tidligere blevet observeret konvektionsbobler i detalje op stjerners overflade,

blandt andet med instrumentet PIONIER på ESOs Very Large Telescope Interferometer. Men de nye observationer med ALMA følger boblernes bevægelse på en måde, som ikke tidligere har været mulig.

Mere information

Forskningsresultaterne her offentliggøres i en artikel i tidsskriftet Nature med titlen “One month convection timescale on the surface of a giant evolved star” (doi:10.1038/s41586-024-07836-9).

Forskerholdet består af W. Vlemmings (Chalmers University of Technology, Sverige [Chalmers]), T. Khouri (Chalmers), B. Bojnordi (Chalmers), E. De Beck (Chalmers), og M. Maercker (Chalmers).

ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, er et internationalt astronomisk observatorium, med ESO, US National Science Foundation (NSF) og National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbejde med Chile. ALMAs finansieres af ESO (Det europæiske sydobservatorium), NSF i samarbejde med Canadas National Research Council og National Science Council i Taiwan, og af NINS i samarbejde med Academia Sinica i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Opbygning og drift af ALMA styres af ESO på vegne af medlemstaterne, af National Radio Observatory ved Associated Universities, Inc. på vegne af Nordamerika og af National Astronomical Observatory i Japan på vegne af Østasien. Organisationen Joint ALMA Observatory, JAO står for den fælles ledelse og styring af konstruktion og drift af ALMA.

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
• Fotos af ALMA
• For journalister: Du kan abonnere på vore nyheder under embargo på dit eget sprog her
• For forskerne: Har du en god historie, så send os et praj

Kontakter

Wouter Vlemmings
Chalmers University of Technology
Gothenburg, Sweden
Tel: +46 31 772 63 54
E-mail: wouter.vlemmings@chalmers.se

Theo Kouri
Chalmers University of Technology
Gothenburg, Sweden
Tel: +46 31 772 6022
E-mail: theo.khouri@chalmers.se

Behzad Bojnodi Arbab
Chalmers University of Technology
Gothenburg, Sweden
E-mail: bojnordi@chalmers.se

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: press@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 eso2412 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.