En stjernes rotasjonshastighet kan måles ved å se på hvor raskt flekker på overflaten beveger seg rundt. Her er det solflekker på vår egen lokale stjerne. (Foto: Nasa/SDO)
Stjernene vil ikke røpe alderen sin
Gamle stjerner roterer raskere enn forskerne har trodd. Det betyr at det er vanskelig å finne ut akkurat hvor gamle de er.
Den som har kommet litt opp i årene, har ikke alltid lyst å røpe alderen sin. Slik er det også for stjerner i verdensrommet. Det er i alle fall vanskelig å bedømme alderen deres ut fra rotasjonshastigheten.
Astronomer hadde håpet å avsløre stjernenes alder ved hjelp av metoden som kalles gyrokronologi. Denne metoden ble utviklet av en gruppe forskere i januar 2015, etter at de hadde sett nærmere på 30 stjerner i en 2,5 milliarder år gammel stjernehop.
Men nå har en annen gruppe forskere funnet ut at metoden ikke ser ut til å virke for stjerner som har et par ekstra milliarder år på baken. I en ny studie skriver de at gamle stjerner roterer mye raskere enn ventet.
En av grunnene til at astronomene er opptatt av stjernenes alder, er at de vil finne de som er gamle nok til å ha planeter hvor eventuelt liv har hatt tid til utvikle seg.
Full fart på de eldre
– En nyfødt stjerne roterer raskt, og så bremser den langsomt ned. Ideen var å måle rotasjonshastigheten for å regne ut alderen, forteller Victor Silva Aguirre, som er forsker ved institutt for fysikk og astronomi ved Aarhus Universitet.
Han er en av forskerne som står bak den nye forskningen.
– Men vi har vist at eldre stjerner ikke bremser ned. De fortsetter å rotere raskt.
Stjerner bremser ned fordi materie blir kastet ut i rommet. Komplekse magnetfelt vrir og snor seg i stjernen, og disse magnetfeltene sender plasma ut i rommet. Det går på bekostning av stjernens rotasjonsenergi, og derfor setter den ned farten.
– Men de magnetiske bremsene virker ikke så godt for eldre stjerner. Vi vet ikke hvorfor det er slik, sier Aguirre.
To metoder ga ulike resultater
Forskerne bedømte alderen på 21 stjerner på to forskjellige måter, ved å måle rotasjonshastighet og ved å måle stjerneskjelv – noe forskerne ved forskningssenteret Stellar Astrophysics Centre ved Aarhus Universitet er eksperter på.
Så ble det klart at de to metodene ikke alltid gir samme resultat. Aguirre er overbevist om at metoden som bruker stjerneskjelv (asteroseismologi) kan bestemme stjerners alder med en feilmargin på 10 prosent.
Konklusjonen var at den gyrokronologiske metoden ikke fungerer for stjerner som er mer enn 2,5 milliarder år gamle.
For de yngre stjernene kan den fortsatt være nyttig – her stemte tallene.
Uenighet om konklusjonen
Søren Meibom, som er astronom ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i USA, mener det ikke er bevist at gyrokronologi ikke kan brukes for eldre stjerner.
– Jeg synes ikke dette resultatet er overbevisende, sier han.
– Problemet er at det er basert på målinger av en samling stjerner som ikke er homogene. Om lag en fjerdedel er ikke lenger på hovedserien, og en stor del av dem er betydelig mer metallfattige enn solen. Vi har ingen informasjon om hvorvidt de er enkeltstjerner eller dobbeltstjerner, noe som kan ha en effekt på bestemmelsen av rotasjonsperioden. Og da antar vi at de astroseismiske parametrene – også alder – er korrekte.
Nye resultater kan være på vei
De sikreste målingene av stjerners alder kommer fra stjernehoper, hvor alle stjernene ble dannet omtrent samtidig og har samme kjemiske sammensetning. Men de stjernene som den nye forskningen er basert på, er en mer broket forsamling, og derfor må resultatene tas med et klype salt, mener Meibom.
– Vi har ingen bevis for at alder for stjernehoper og fra astroseismologi stemmer overens. Dessuten er det veldig vanskelig å bestemme rotasjonshastighet for stjerner som er så gamle, fortsetter Meibom.
Han tror likevel saken kan avgjøres i fremtiden:
– Jeg tror vi vil se resultater for stjernehoper som er like gamle som solen og kanskje eldre. Disse målingene vil ha større vekt enn de 21 stjernene som er presentert her, avslutter han.
Referanse:
Jennifer L. van Saders m.fl: Weakened magnetic braking as the origin of anomalously rapid rotation in old field stars. Nature, januar 2016. doi: 10.1038/nature16168. Sammendrag.
© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.
