Cool upptäckt hos solens granntvilling

ESA:s rymdteleskop Herschel har hittat ett svalt lager i atmosfären hos Alfa Centauri A. Svala lager har aldrig förr setts runt någon annan stjärna än solen. Upptäckten är inte bara viktigt för att förstå mer om solen, utan kan också underlätta sökandet efter planetsystem runt andra stjärnor.

Inom solforskningen är en av de största mysterierna varför solens tunna yttre atmosfär – koronan – är så het, med temperaturer så höga som flera miljoner grader Celsius. Vid solens synliga yta är det betydligt svalare, “bara” 6000 grader. Ännu underligare är att det några hundra kilometer ovanför solens yta – i lagret som kallas kromosfären – är ännu lite svalare: runt 4000 grader.

Under en solförmörkelse blir båda dessa lager synliga. När månen under en kort tid skymmer solens ljusa skiva framträder kromosfären som en röd ring omkring solen, medan koronans spöklikt vita serpentiner av plasma sträcker sig flera miljoner kilometer ut i rymden.

Nu har astronomer för första gången upptäckt ett likadant kallt lager i en annan stjärnas atmosfär. Man gjorde detta genom att jämföra observationer gjorda med Herschel av Alfa Centauri A i långvågigt infrarött ljus med datormodeller av stjärnors atmosfärer.

René Liseau vid Chalmers och Onsala rymdobservatorium har lett studien.

– Tidigare har det bara varit möjligt att studera sådana temperaturstrukturer i vår egen sol, men i våra data ser vi tydliga bevis för att ett liknande lager finns i Alfa Centauri A, säger han.

Solens närmaste grannar är de tre stjärnorna i systemet Alfa Centauri. Den ljussvaga röda dvärgen Proxima Centauri ligger närmast, på bara 4,24 ljusårs avstånd, medan dubbelstjärnan Alfa Centauri AB ligger lite längre bort, 4,37 ljusår från oss. Nyligen nämndes stjärnan Alfa Centauri B i media i samband med upptäckten att en planet av jordens storlek cirkulerande kring den.

Men dess följeslagare Alfa Centauri A är också viktig för astronomerna: den är nästan som en tvilling till solen. Den har liknande massa, är ungefär lika varm, har en liknande sammansättning rent kemiskt och är ungefär lika gammal. Den är därför ett idealiskt laboratorium för att jämföra de båda stjärnornas egenskaper.

– Liknande observationer av en mängd olika slags stjärnor kan komma att hjälpa oss förstå hur svala lager bildas. De kan även komma att belysa den större frågan om vad som egentligen värmer atmosfären, säger René Liseau.
 
Hur solens atmosfär hettas upp har under lång tid varit en gåta. Idag tror forskare att magnetiska fältlinjer tvinnas och går av, vilket gör att energi skickas ut genom atmosfären, och ut i rymden. Den utsända energin kan nå ända till jorden som solstormar.

Att förstå hur de olika temperaturlagren bildas och fungerar kan också hjälpa forskarna med en helt annan sak: att hitta de skivor av stoft och damm runt andra stjärnor än solen, där planeter bildas.

– Rustade med vår nya mer detaljerade bild av hur Alfa Centauri A lyser, hoppas vi kunna göra mer pålitliga upptäckter av stoftet runt andra stjärnor där planeter kan finnas, säger René Liseau.

Göran Pilbratt är vetenskaplig projektledare för Herschel på ESA:

– Dessa observationer är spännande exempel på hur Herschel kan användas för att både lära oss mer om processerna som pågår inte bara i vår egen sol, utan även i andra liknande stjärnor och de dammiga skivor som omger dem, säger Göran Pilbratt.

Bildtext:
Ett svalt lager i en stjärna som liknar solen
En av solforskningens största mysterierna är varför solens tunna yttre atmosfär – koronan – är så het. Medan koronans temperatur uppgår till flera miljoner grader Celsius är solens synliga yta är betydligt svalare, “bara” 6000 grader. Ännu underligare är att mellan de två lagren är det ännu lite svalare, 4000 grader, bara några hundra kilometer ovanför solens yta, i den del av solens atmosfär som kallas kromosfären.  Nu har forskare för första gången upptäckt ett liknande svalt lager hos den solliknande stjärnan Alfa Centauri A.
Bild: ESA

Resultat av europeiskt samarbete
Herschel är ett av Europeiska rymdorganisationen ESA:s rymdobservatorier, till vilket europeiska konsortier har tagit fram vetenskapliga instrument i samarbete med Nasa. ESA är en mellanstatlig organisation med 2000 anställda och huvudkontor i Paris. Observationerna gjordes som en del av Herschel-teleskopets nyckelprogram Dunes (Dust around Nearby Stars). Data samlades bland annat in av instrumenten Pacs och Spire.

Förutom René Liseau och Göran Pilbratt ingår ytterligare 16 forskare i laget bakom studien, aktiva vid totalt 18 europeiska och nordamerikanska universitet och forskningsinstitut. Ytterligare information på engelska finns hos ESA.

Läs hela artikeln av René Liseau med flera som publiceras i tidskriften Astronomy & Astrophysics 549, L7 (2013): Alpha Centauri A in the far infrared. First measurement of the temperature minimum of a star other than the Sun (endast på engelska). Se även publiceringen på öppna Arkiv.org.

Mer om Onsala rymdobservatorium
Onsala rymdobservatorium är Sveriges nationella anläggning för radioastronomi. Observatoriet förser forskare med utrustning för studier av jorden och resten av universum. I Onsala, 45 km söder om Göteborg, drivs två radioteleskop och en station i teleskopnätverket Lofar. Observatoriet medverkar även i flera internationella projekt. Institutionen för rymd- och geovetenskap på Chalmers tekniska högskola är värd för observatoriet. Verksamheten drivs på uppdrag av Vetenskapsrådet.

För ytterligare information, var god kontakta:
Robert Cumming, pressansvarig vid Onsala rymdobservatorium, Chalmers, 031-772 5500, 070-493 3114, robert.cumming@chalmers.se
René Liseau, professor vid Onsala rymdobservatorium, Chalmers, 031-772 5505, rene.liseau@chalmers.se
Göran Pilbratt
, vetenskaplig projektledare för Herschel, ESA, +31 71 565 3621, gpilbratt@rssd.esa.int