En storleksjämförelse mellan vår egen sol och två av de röda jättestjärnor som Kepler studerat med hjälp av asteroseismologi. Röda jättar är vanliga stjärnor som fått slut på väte att förbränna, och svält upp till bjässar på flera hundra gånger solens storlek. De på bilden är små dvärgar jämfört med de allra största! (Bild: NASA)
De stjärnor vi ser på himlen utgör ett perfekt labb för att studera extrema situationer i naturen. På jorden måste forskare använda sig av stora anläggningar som drar mycket energi och är dyra i drift, som LHC, den stora partikelacceleratorn i Genève. Men dessa har sin gräns, och för att komma åt de riktigt höga temperaturerna och tätheterna så vänder de sig till rymden, som utgör ett näst intill oändligt laboratorium där man kan testa alla möjliga sorters fysik. Om du kan detektera resultaten det vill säga. Problemet med att använda stjärnor som kärnfysiklaboratorium är givetvis att det är en formidabel utmaning att titta in i dem och se vad som verkligen händer. Det enda vi kan detektera är det som lyckas ta sig ut, och i många fall är då informationen om vad som faktiskt hände där i mitten förstört, eftersom det i snitt tar 10 000 år för en ljuspartikel att ta sig ut från solens mitt så att vi kan se den. Så hur skall man då bära sig åt för att kunna ta reda på mer om de processer som sker djupt inne i stjärnorna?
En ny forskningsgren som börjat växa enormt på senare tid är den som kallas asteroseismologi. Man studerar helt enkelt hur ytan på stjärnan pulserar, och precis som havsvågor på jorden kan tala om för oss hur havsströmmarna under rör sig, så kan man när man studerar de oscillationer som bildas i stjärnplasmat ta reda på vilka krafter som rör sig i stjärnornas inre, och vilka material som gömmer sig där nere. Det är givetvis mycket svårare än det låter, och det är först nyligen man fått tillräckligt bra utrustning för att kunna göra de mätningar som behövs. Den första satelliten som är ägnad åt detta fascinerande ämne, kanadensiska MOST, skickades upp så sent som 2003. Men även vår gamle trotjänare planetjägaren Kepler har mycket att dela med sig av, eftersom samma ljusspektrum som ger oss ledtrådar till vart planeterna befinner sig kan hinta om hur stjärnan ser ut.
– Att denna disciplin inte slagit igenom tidigare beror främst på att man kan göra väldigt lite från marken och det är först med MOST, CoRoT och Kepler-satelliterna som man fått ett riktigt genombrott, säger Malcolm Fridlund, vetenskaplig projektledare för franska CoRoT (COnvection ROtation and planetary Transits) vid ESA.
Och nu går det fort fram! Utöver att noggrant ta reda på stjärnornas massa, ålder och storlek har man bland annat också upptäckt är att kärnorna i röda jättar snurrar 10 gånger så fort som de yttre lagren, vilket bidrar till att skapa magnetfält kring stjärnorna, något man länge undrat över. Genom att studera stora populationer av stjärnor kan man också få en detaljrik inblick i hur stjärnor utvecklas under längre perioder, och framförallt i slutet av sina liv när de får slut på väte i kärnan och sväller upp till röda jättestjärnor.
Malcolm Fridlund (Bild: ESA)Så nu när vi börjat rikta blickarna mot andra stjärnor och solsystem är det högaktuellt att ta reda på mer om stjärnornas inre, eftersom det kan öka vår förståelse och förmåga att hitta exploaneter. Metoderna vi har för att hitta sådana går nämligen alla ut på att studera värdstjärnorna.
– Våra stjärnmodeller är bra men inte bra nog för att vi skall få planetparametrarna med den noggrannhet som behövs för att vi skall kunna studera (speciellt små) planeter, förklarar Malcolm Fridlund.
Det betyder att vi kan veta hur stor en planet är, men bara jämfört med sin stjärna. Med asteroseismologi, bland annat genom föreslagna projektet PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), hoppas man kunna mäta stjärnornas ljus och få fram faktiska (inte bara relativa) planetstorlekar med upp till en en procents felmarginal! Så asteroseismologi kan inte bara lära oss om stjärnor, det kan också vara en väg till att upptäcka en hel värld av små jordlika planeter. Det är mycket på gång nu inom det här ämnet, och vi hoppas givetvis att PLATO blir av. Sedan inväntar vi också med spänning resultat från ESA:s rymdsond GAIA, som kommer att göra en omfattande avståndsberäkning till många stjärnor, och detta i kombination med Kepler-, CoRoT- och MOST-data kan ge oss en massa nya insikter om stjärnornas liv. Beräknat uppskjutningsdatum för GAIA är 20 december i år.
För den intresserade finns det mycket att läsa om metoderna bakom upptäckterna i en forskningsartikel från oktober i år (här), och för den som vill läsa mer om röda jättestjärnor kolla på Wikipedia, här! Mer om GAIA hittar ni i Populär Astronomis septembernummer, här hos ESA och wikipediasidan om CoRoT finns här!
