Pressmeddelande

Vad ligger bakom de gamla solarnas mystiska svängningar?

7 december 2009

Ett länge känt mysterium kring stjärnor som liknar solen lever kvar trots en ny, omfattande studie gjord med ESO:s jätteteleskop VLT (Very Large Telescope). Under den senare delen av sina liv uppvisar omkring en tredjedel av alla solliknande stjärnor ovanliga och hittills oförklarade årslånga variationer i ljusstyrka. Under de senaste decennierna har astronomer kommit på många möjliga teorier till vad dessa svängningar kan bero på. Men de nya, noggranna observationerna motbevisar samtliga teorier och tycks bara fördjupa mysteriet. Jakten på en riktig förklaring har börjat.

Christine Nicholls, astronom vid Mount Stromlo-observatoriet i Australien, är huvudförfattare till en artikel som rapporterar om studien.
- Astronomer söker efter ljus i mörkret, och för en gångs skull tycker vi inte att det är roligt, säger hon. Vi har samlat in de mest omfattande observationer hittills för denna klass av solliknande stjärnor och de visar tydligt att alla de möjliga förklaringarna för deras ovanliga beteende inte stämmer.

Gåtan som teamet har undersökt går tillbaka ända till 1930-talet och påverkar cirka en tredjedel av de solliknande stjärnor som finns i Vintergatan och andra galaxer. Alla stjärnor med massor som liknar solens blir i slutet av sina liv röda, svala och extremt stora, strax innan de drar sig tillbaka som vita dvärgar. De till åren komna stjärnorna, som kallas röda jättar, visar tydligt regelbundna variationer i sin ljusstyrka med perioder på upp till två år.

- Sådana variationer tror man orsakas av det vi kallar "stjärnpulsationer", säger Nicholls. Grovt uttryckt sväller stjärnan upp för att sedan åter krympa ihop. Den blir ljusare och blekare enligt ett regelbundet mönster. Men en tredjedel av dessa stjärnor uppvisar oförklarade periodiska variationer på ännu längre tidsskalor - upp till fem år.

För att spåra källan till detta sekundära karaktärsdrag satte astronomerna 58 stjärnor i vår galaktiska granne Stora Magellanska molnet under bevakning under två och ett halvt års tid. De mätte stjärnornas spektra med högupplösningsspektrografen FLAMES/GIRAFFE vid ESO:s VLT. Dessa spektra kombinerades sedan med bilder från andra teleskop [1], för att tillsammans bilda en imponerande samling data över dessa variabla stjärnors egenskaper.

Datamängder av samma kaliber som den som satts ihop av Nicholls och hennes kolleger ger ofta vägledning i hur man löser kosmiska gåtor genom att utesluta vissa av de möjliga förklaringarna som teoretiker föreslagit. Men i det här fallet passar inte observationerna ihop med någon av de tidigare påhittade modellerna. Därmed öppnar de åter upp en fråga som redan har debatterats grundligt. Studien har nu gjort astronomerna medvetna om sin egen "ignorans" - en genuin drivkraft i sökandet efter kunskap, som den gammalgrekiske filosofen Sokrates ska ha lärt ut.

- De nyinsamlade data visar att pulsationer är en mycket osannolik förklaring för den extra variationen, säger teamledare Peter Wood. En annan möjlig mekanism för att orsaka svängningar i luminositet hos en stjärna är om stjärnan själv skulle röra sig i ett dubbelstjärnesystem. Dock är våra observationer starkt inkompatibla även med denna hypotes.

Teamet kom efter vidare analys fram till att oavsett vad det är som orsakar dessa oförklarade variationer, gör de också att jättestjärnorna kastar ut massa i klumpar eller som en expanderande skiva.

- En Sherlock Holmes behövs för att lösa detta mycket frustrerande mysterium, fastslår Christine Nicholls.

Noter

[1] Noggranna mätningar av stjärnornas ljusstyrka gjordes av samarbetsprojekten MACHO och OGLE, vilka använde teleskop i Australien respektive Chile. OGLE-observationerna genomfördes samtidigt som de vid VLT.

Mer information

Forksningen har presenterats i två artiklar. En publicerades i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Societys novembernummer (“Long Secondary Periods in Variable Red Giants” av C. P. Nicholls m. fl.), och den andra publicerades nyligen i Astrophysical Journal (“Evidence for mass ejection associated with long secondary periods in red giants”, av P. R. Wood och C. P. Nicholls).

Teamet består av Christine P. Nicholls och Peter R. Wood (Forskningsskolan för astronomi och astrofysik, Australiens nationaluniversitet), Maria-Rosa L. Cioni (Centrum för forskning i astrofysik, University of Hertfordshire, Storbritannien) och Igor Soszyński (Warszawas universitetsobservatorium).

Länkar

• Forskningsartiklar: http://arxiv.org/abs/0907.2975 och http://arxiv.org/abs/0910.4418

Kontakter

Christine Nicholls
Mount Stromlo Observatory
Australia
Tel: +61-2-6125 0222
E-post: Nicholls@mso.anu.edu.au

Peter Wood
Mount Stromlo Observatory
Australia
Tel: +61-2-6125 8032
E-post: wood@mso.anu.edu.au

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso0948 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.