Sollignende stjerner roterer med ulik hastighet ved ekvator og ved polene. De blå pilene viser hastigheten på ulike breddegrader. (Figur: MPI for Solar System Research/MarkGarlick.com)
Sollignende stjerner roterer med ulik hastighet ved ekvator og ved polene. De blå pilene viser hastigheten på ulike breddegrader. (Figur: MPI for Solar System Research/MarkGarlick.com)

13 stjerner kaster lys over solens merkelige rotasjon

Og de kan kanskje være med på å forklare solstormer, sier en av forskerne bak de nye funnene.

Published

Forestill deg at du har en stor mage. Den roterer raskt, mens resten av kroppen roterer sakte. Hodet og føttene beveger seg langsommere enn magen. Slik er det for sola.

Men hvorfor? Og hvordan? Nå har en gruppe forskere funnet en måte å måle rotasjonen til sollignende stjerner på, og det gir oss informasjon om solas merkelige oppførsel.

Det viser seg nemlig at solas rotasjon kan være med på å skape solstormer, og at våre nåværende teorier om sola godt kunne trengt en overhaling.

– Det spennende er at vi nå kan sammenligne kunnskapen vår om sola med kunnskap om andre sollignende stjerner. Stjernene har vist oss at modellene for sola faktisk ikke helt stemmer. Det er noe som er galt, sier Jørgen Christensen-Dalsgaard.

Slik gjorde forskerne

  • Studien bygger på 3 års observasjoner av 150 000 stjerner fra Nasas Kepler-satellitt.
  • Kepler målte lysstyrken fra stjernene, og ut fra den informasjonen kan forskerne undersøke stjernenes lydbølger. Det kalles astroseismologi, og minner om geologers måte å studere jordskjelv på.
  • Bølgene kan fortelle om forskjeller i stjernens rotasjon, og på den måten kan forskerne se at det er forskjell på rotasjonen på ekvator og på polene.

Kilde: Jørgen Christensen-Dalsgaard

Han er professor ved institutt for fysikk og astronomi ved Aarhus Universitet i Danmark, leder av Center for Stellar Astrofysik under Danmarks Grundforskningsfond og en av forskerne bak den nye studien, som er utgitt i det vitenskapelige tidsskriftet Science.

13 stjerner roterer like merkelig som sola

Med observasjoner fra Nasas Kepler-satellitt, som har sendt hjem informasjon om 150 000 stjerner til jorden, har forskerne valgt ut 40 stjerner som de har sett nærmere på.

13 av disse stjernene har så mange fysiske likheter med sola at forskerne valgte dem som hovedfokus for studien.

– De 13 stjernene vi har undersøkt, har selvfølgelig noen egenskaper som skiller dem fra sola. Men oppbygningen ligner så mye at vi kan sammenligne, forteller Christensen-Dalsgaard.

Forskerne fant en markant forskjell i rotasjonen omkring ekvator og ved polene.

Akkurat som solen roterte de mye raskere rundt ekvator enn rundt polene.

Se hvordan de sollignende stjernene roterer i videoen under. Stjernen er sett fra «toppen», slik at polen er i sentrum av sirkelen og roterer langsomt, mens ekvator er den ytterste delen og beveger seg raskere.

På videoen ses en sollignende stjerne fra en av polene, altså «fra lufta». Ekvator er derfor den ytterste ringen på sirkelen, som roterer raskere enn polen i midten. (Video: MPI for Solar System Research/MarkGarlick.com)

Teoriene våre stemmer ikke lenger

Noen av stjernene roterer nesten dobbelt så raskt ved ekvator som ved polene, og det er en større forskjell enn forskere forventet.

Derfor utfordrer funnene modellene for sola. Heidi Korhonen, som er førsteamanuensis ved Dark Cosmology Centre ved Niels Bohr Institutet, er begeistret.

Hun har ikke deltatt i den nye forskningen.

«Studien viser at teoriene ikke gir riktige spådommer. Det er alltid interessant. Dette er et avgjørende element for utvikling av ny kunnskap», skriver hun i en e-post.

Det samme påpeker Jørgen Christensen-Dalsgaard, en av forskerne som står bak studien. Men det er fortsatt mye forskerne ikke vet om stjernerotasjon.

– En del av rotasjonen blir transportert fra polene mot ekvator, og de prosessene forstår vi ikke helt. Vi har noen datamodeller av hva som foregår i de ytre lagene, men de passer ikke helt med de observasjonene, forklarer Christensen-Dalsgaard.

Mulig årsak til solstormer

Forskere har lenge visst at sola roterer mye raskere ved ekvator enn ved polene.

Det er kanskje det som skaper solstormer, og de kan ha stor effekt på jorden.

Man vet at solas indre består av en gasskule, og den bruker 27 dager på å rotere en gang rundt om sin egen akse.

Utenpå gasskulen ligger et «magebelte» som utgjør de ytterste 27 prosentene av solas diameter. For magebeltet tar det omkring 25 dager å rotere en omgang, mens det ved polene tar hele 35 dager.

– Noen ganger kan man se svarte flekker på sola. De skyldes veldig kraftige magnetfelt og kommer til syne med en syklus på omkring elleve år. Vi mener det er forskyvningene i solas rotasjon som skaper disse kraftige magnetfeltene, forklarer Christensen-Dalsgaard.

Nå kan du kanskje spørre deg selv: Og hva så?

Men flekkene kan ha stor betydning for livet på jorda.

Solstormer påvirker jorden

Forskerne vet at solflekkenes kraftige magnetfelt skaper solstormer, og det er her det begynner å bli uhyggelig.

Solstormene består nemlig av en enorm eksplosjon av gass, magnetfelter og røntgenstråling.

– Solstormene kan ramme jordens magnetfelt og rive det med seg. Det kan ødelegge strømforsyningen på jorden og satellittene i rommet. Solstormens partikler har faktisk så mye kraft at hvis de treffer et bemannet romskip, kan de ta livet av astronautene, forteller Christensen-Dalsgaard.

Dermed bidrar kunnskap om sollignende stjerner til kunnskapen vår om solas klima.

Forskere vil kunne varsle om solstormer før de kommer.

Derfor mener Heidi Korhonen at forskning på stjernerotasjon er veldig viktig.

«Er solstormen rettet mot jorda, kan det skape et vakkert nordlys. Men det kan også ødelegge deler av atmosfæren. Det har vi observert på noen eksoplaneter, og i mindre grad på Mars» skriver Korhonen.

«Derfor er det veldig viktig å forstå hvordan stjerners magnetiske felter oppstår, og i den sammenhengen er det avgjørende at vi også studerer stjernenes rotasjon, for det har betydning for magnetfeltene», påpeker hun.

Referanse:

O. Benomar mfl: «Asteroseismic detection of latitudinal differential rotation in 13 Sun-like stars», Science (2018). DOI: 10.1126/science.aao6571 Sammendrag

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.