Nr 115 2017

W Hydrae visar vägen för solen

Ett Chalmers-lett forskarlag har för första gången studerat detaljer på ytan av en åldrande stjärna med samma massa som solen. Bilder tagna med teleskopet Alma visar att stjärnan är en jätte, med en diameter dubbelt så stor som jordens bana runt solen, men även att stjärnans atmosfär påverkas av kraftfulla och oväntade chockvågor. Forskningsresultaten har publicerats i tidskriften Nature Astronomy.

Forskarlaget som leds av astronomen Wouter Vlemmings vid Chalmers har använt teleskopet Alma (Atacama Large Millimetre/Submillimetre Array) i Chile för att göra de skarpaste observationerna hittills av en stjärna som började sitt liv med samma massa som solen. De nya bilderna visar för första gången detaljer på ytan av den röda jättestjärnan W Hydrae, som ligger 320 ljusår bort i stjärnbilden Vattenormen (Hydra på latin).

Den skarpaste bilden hittills av en röd jättestjärna. Stjärnan W Hydrae, som ligger 320 ljusår från jorden, har kommit ett par miljarder längre i sitt liv än solen. Den lilla blåa ringen visar i samma skala storleken på jordens bana runt solen, sett snett ovanifrån. Bilden är tagen i så kallat submillimeterljus, med våglängd runt 0,9 mm. (Bild: Alma (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings)

– För oss är det viktigt att inte bara studera hur röda jättar ser ut, utan även hur de utvecklas och hur de bidrar till vår galax med grundämnena som behövs för att liv ska kunna uppstå. Med antennerna i Alma konfigurerade för att ge den bästa möjliga upplösningen kan vi göra de mest detaljerade observationerna hittills av dessa svala men spännande stjärnor, säger Wouter Vlemmings.

Stjärnor som solen utvecklas under många miljarder år. När de börjar bli gamla blir de fluffigare, större, svalare och mer benägen att tappa materia i form av stjärnvindar. Stjärnor tillverkar viktiga grundämnen som kol och kväve, och när de når röd jätte-stadiet släpper de ut dessa atomer i rymden redo att återanvändas i nya generationer av stjärnor.

Med Almas bilder ser vi nu ytan hos en röd jätte, med samma massa som solen, bättre än vad som tidigare varit möjligt. Tidigare har detaljer kunnat avbildas på mycket tyngre stjärnor, så kallade superjättar, såsom Betelgeuse och Antares.

Observationerna har också överraskat forskarna. I synnerhet är en ovanligt kompakt och ljusstark fläck på stjärnan ett tecken på att här finns oväntat het gas i ett lager ovanför dess yta: en kromosfär.

– Våra mätningar av den ljusa fläcken tyder på att det finns kraftfulla chockvågor i stjärnans atmosfär som skapar temperaturer som är högre än vad som förväntas enligt teoretiska modeller för AGB-stjärnor, säger Theo Khouri, som är astronom vid Chalmers och ingår i forskarlaget.

En alternativ förklaring är minst lika överraskande: att stjärnan höll på att genomgå ett gigantiskt utbrott när observationerna gjordes.

W Hydrae är en så kallad AGB-stjärna. Sådana stjärnor är svala, ljusstarka och kännetecknas av att kraftfulla stjärnvindar bär bort massa från stjärnan. Termen AGB kommer från engelskans asymptotic giant branch och syftar på stjärnornas läge i astronomernas Hertzsprung-Russell-diagram över olika stjärnors temperatur och ljusstyrka.

Nu satsar forskarlaget på nya studier, både med Alma och andra instrument, för att bättre förstå W Hydraes märkliga atmosfär. Att observera med Almas högsta möjliga upplösning är en utmaning för astronomer, men också givande på flera sätt. Det berättar Elvire De Beck, även hon astronom vid Chalmers som ingår i forskarlaget.

– Det manar till eftertanke när man tittar på vår bild av W Hydrae och ser stjärnans storlek jämfört med jordens bana. Vi föds av material som skapas i stjärnor som den här, så för oss är det spännande att anta utmaningen att förstå något som berättar både om våra ursprung och om vår framtid, säger hon.

Hela pressmesset från Chalmers finns här.

Ung konst + Gammal astronomi = Sant

Jag har en ung släkting, Mattias Ohlsson, som inlett sin karriär som konstnär och då och då gärna arbetar med bilder i gränstrakterna till det astronomiska. Mattias förnekar inte att han är fascinerad av vår vetenskap, så jag får bjuda ut honom till vårt observatorium på en inspirationsträff.

Ett exempel på Mattias bilder:

Ill: Mattias Ohlsson

Målningen kallar Mattias Eye, och det är klart att ett öga ligger nära till hands. Om vi nu inte tänker på novasmällar, planetariska nebulosor och annat som i stora teleskop kan te sig så här – som klassikern GK Her, ett "öga" mot universums gåtfullhet:

Mattias finns på Mattias.Visuals och passar här på att bjuda in till en konstutställning 18/11 kl. 11-14 på Ljungstyckevägen 4 i Falsterbo. – Där kommer jag visa upp och sälja mina alster för alla som är intresserade.

Det finns flera goda exempel på Matthias "astronära" motiv på hans sidor i cyberrymden. Kolla här:

Mattias hemsida: https://www.mattiasvisuals.com/

Mattias på facebook: https://www.facebook.com/mattias.visuals/

Instagram: https://www.instagram.com/mattias.visuals/?hl=en

Meg synar spindlarna på Mars

Vår egen Hawaii-astronom, om vi får skriva så, Megan E Schwamb – hon upptäckte den dvärgplanet, som vi har en klurig skulptur av på TBO-gården och hon Skype-intervjuades live av Peter Linde på invigningen – är förstanamnet på en mäktig rapport om ytfenomen inklusive "spindlar" på Mars södra polarområde.

Bildkälla: NASA/JPL/University of Arizona

Meg har även bloggat på Planetfour.org om projektet.

Projektet ingår i en större citizen science-satsning.

Exos avslöjas utan Kepler

Det går visst att fynda solnära Heta Jupiter-planeter utan hjälp av sonden Kepler och dess transitmetod. Rapport här.

Biosignaturer hittas på nytt sätt

Tomas Diez riktar vår uppmärksamhet på en NASA-artikel som diskuterar nya sätt att identifiera biosignaturer i planetatmosfärer nära aktiva solliknande stjärnor.

Tips till amatörastronomen:

Chansa inte – ta på dig mössan!

Ett bidrag från cyberrymden värt att tänka på.