Skarpögda Alma upptäcker solstorm på röd jättestjärna

Superskarpa observationer med teleskopet Alma har avslöjat det som tycks vara bevis för en stjärnstorm hos Mira, en av stjärnhimlens närmaste och mest berömda röda jättar. Stjärnans aktivitet – som påminner om den man ser hos solen – är en överraskning för astronomer. Upptäckten kan hjälpa till att förklara hur jättestjärnors vindar bidrar till vår galax ekosystem.​​​​​​​

​Nya observationer med Alma har gett astronomer den hittills mest detaljerade bilden av den berömda dubbelstjärnan Mira. Bilderna, som togs som en del av ett särskilt projekt för att testa teleskopets längsta baslinjer, visar tydligt stjärnorna i systemet, men det är inte allt. Det är också första gången som liknande observationer avslöjar detaljer på Mira A:s yta.

Wouter Vlemmings är astronom vid Chalmers och har lett forskarlaget.

- Alma är så pass skarpsynt att det kan börja se detaljer på stjärnans yta. En del av stjärnytan är inte bara extremt ljusstark, utan varierar också i ljusstyrka. Detta måste vara en jättestor solflamma, och vi tror att det har att göra med ett utbrott som observerades av röntgenteleskop för ett antal år sedan, säger han.

Forskningsresultaten publicerades i tidskriften Astronomy & Astrophysics den 13 maj 2015.

Röda jättar som Mira A utgör en avgörande del i vår galax ekosystem. När de närmar sig livets slut förlorar de sina yttre lager som ojämna, rökiga vindar. Dessa vindar bär med sig tunga grundämnen som stjärnorna tillverkat ut i rymden där de kan bilda nya stjärnor och planeter. Den största delen av kolet, syret och kvävet i våra kroppar bildades i stjärnor och omfördelades med hjälp av deras vindar.

Mira – namnet betyder ”underbar” på latin – är sedan flera århundraden en av stjärnhimlens mest välkända variabla stjärnor. När den lyser som starkast kan den lätt ses med blotta ögat, men ett teleskop krävs för att se den när den är som ljussvagast. Stjärnan, som ligger 420 ljusår från Jorden i stjärnbilden Valfisken, är egentligen en dubbelstjärna som består av två stjärnor med ungefär samma massa som solen. En är en tät, het, vit dvärgstjärna och den andra en stor, röd jättestjärna. De kretsar runt varandra på ett avstånd som är ungefär detsamma som Plutos avstånd från solen.

Sofia Ramstedt, astronom vid Uppsala universitet, är medförfattare till forskningsartikeln.

- Mira är ett nyckelsystem om man ska förstå hur stjärnor som vår sol når livets slut, och vilken skillnad det gör för en åldrande stjärna att ha sällskap på gamla dagar, säger hon.

Solen, vår närmaste stjärna, visar upp aktivitet med magnetfält som kraftkälla och denna aktivitet, ibland i form av solstormar, driver också partiklarna i solvinden som i sin tur skapar norrsken på jorden. 

- Att se en flamma på Mira A tyder på att magnetfält också spelar en viktig roll också för röda jättars vindar, säger Wouter Vlemmings.

De nya observationerna ger astronomerna deras skarpaste bild hittills också av den vita dvärgen Mira B. Den ligger så nära att materia faller från den ena stjärnan till den andra.

- Detta är den bästa bilden vi har fått hittills av gasen från Mira A som faller mot Mira B, säger Eamon O’Gorman, astronom vid Chalmers och medlem i teamet.



Observationerna genomfördes under Almas första observationskampanj där teleskopets antenner placerades vid sina maximala avstånd. Det gör att teleskopet kunde uppnå sin maximala upplösning och ta skarpare bilder än som tidigare varit möjligt. Mira var en av flera himlakroppar som studerades under kampanjen, vid sidan om ett ungt planetsystem, en gravitationslins och en asteroid

Nu förbereder Wouter Vlemmings och hans kollegor nya observationer av både Mira och andra liknande stjärnor.

- Alma har visat oss detaljer på Miras yta för första gången. Nu kan vi börja upptäcka våra närmaste röda jättar med en detaljskärpa som inte tidigare varit möjlig, säger han.
 

Fakta om forskningen

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Resolving the stellar activity of the Mira AB binary with ALMA” som publicerades i tidskriften Astronomy & Astrophysics den 13 maj 2015. Länk till artikeln: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201526186
 
I forskarteamet ingår Wouter Vlemmings (Institutionen för rymd- och geovetenskap samt Onsala rymdobservatorium, Chalmers), Sofia Ramstedt (Uppsala universitet), Eamon O’Gorman ((Institutionen för rymd- och geovetenskap, Chalmers), E. M. L. Humphreys (ESO), M. Wittkowski (ESO), A. Baudry (Université de Bordeaux 1, Frankrike) och M. Karovska (Smithsonian Astrophysical Observatory, USA).



Fakta om Alma

Alma (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) är ett teleskop som består av 66 stora 12-meters och 7-metersantenner och som ligger 5000 meter över havet på Chajnantorplatån i norra Chile. Alma är ett samarbete ett samarbete mellan ESO, National Science Foundation i USA och Nationella instituten för naturvetenskap i Japan i samverkan med Chile och är världens hittills största astronomiska projekt. Chalmers och Onsala rymdobservatorium har varit med sedan starten och bland annat byggt mottagare till Alma. Vid Onsala rymdobservatorium finns Nordic Alma Regional Centre som tillhandahåller teknisk expertis om Alma och som hjälper nordiska astronomer att använda teleskopet.

Fakta 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, en station i teleskopnätverket Lofar, samt utrustning för forskning om jorden och atmosfären. 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.

Kontakter

Robert Cumming, astronom och informatör, Onsala rymdobservatorium vid Chalmers, 031-772 5500, 070-493 31 14, robert.cumming@chalmers.se

Wouter Vlemmings, biträdande professor i astronomi, Chalmers, 031 772 5509, 0733 544 667, wouter.vlemmings@chalmers.se

Text: Robert Cumming

Bilder

1. (överst) Mira A drabbas av en stjärnstorm i denna bild av rymdkonstnären Katja Lindblom. Bakom den röda jättestjärnan faller materia mot dess lilla följeslagare, den vita dvärgen Mira B. (Illustration: Katja Lindblom, CC BY-NC-ND 4.0) Se hela bilden och ladda ner på Flickr

2. Dubbelstjärnan Mira, 420 ljusår från jorden, som Alma ser den. Stjärnorna, som ligger ungefär lika långt från varandra som Plutos från Solen, är så skarpt avbildade att detaljer på ytan kan skönjas. Ellipsen nedan till vänster visar upp storleken på de minsta detaljerna som Alma kan urskilja. Färgerna är inte riktiga utan anger bara ljusstyrkan. (Bild:  ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings et al.) Högupplöst bild på Flickr

3. Alma på Chajnantorplatån, 5000 meter över havet i de chilenska Anderna. De stora antennernas diameter är 12 meter, medan 12 mindre antenner är 7 meter i diameter. Den här bilden togs i december 2012, fyra månader före ALMA:s invigning. Mer om bilden hos ESO
Källa: Clem & Adri Bacri-Normier (wingsforscience.com)/ESO

Publicerad: fr 29 maj 2015. Ändrad: fr 29 maj 2015