Aarhusianske astronomer lytter til orange dværgstjernes 'sang'

Stjernen HD 219134 cirka 21 lysår herfra ser ikke ud af meget. Den er mindre end Solen, er knap så varm og lyser svagere med en orange glød.

Men denne orange dværgstjerne er spændende, både fordi den omkredses af mindst fem planeter, og fordi den nu er blevet studeret grundigt på en speciel måde.

Et internationalt hold af astronomer, heraf tre fra Aarhus Universitet, har lyttet til stjernens unikke sang.

Det skriver Videnskab.dk.

Ved at observere dens overflade har de fundet ud af, hvordan lydbølger bevæger sig frem og tilbage i stjernen, og nu kan de bestemme dens størrelse, masse og alder med hidtil uset præcision.

»Vi bruger stjernens svingninger til at lære noget om dens indre struktur. Det svarer til, at geologer kan fortælle noget om Jordens indre ved at analysere svingninger fra jordskælv,« fortæller Jens Reersted Larsen, der er ph.d.-studerende på Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet, til Videnskab.dk.

Han er medforfatter til den videnskabelige artikel om stjernen, der netop er publiceret i tidsskriftet The Astrophysical Journal.

Stjerneskælv røber den indre struktur

Metoden kaldes asteroseismologi, og den tillader astronomerne at kigge indenfor i stjernen, også selv om de egentlig kun kan observere dens overflade.

De svingninger i stjernen, som får dens overflade til at vibrere, har nemlig taget turen igennem stjernen, så de røber en hel del om dens indre. Så kan astronomerne få en forståelse for, hvor stor stjernen er, hvad dens masse er, og hvor gammel den er.

Normalt er det stjerner, der er på størrelse med Solen eller større, der studeres ved hjælp af asteroseismologi. Disse stjerner er klare, hvilket gør det lettere at observere tydelige svingninger.

Men her har astronomerne undersøgt en stjerne, der kun er tre fjerdedele så stor og tung som Solen.

Stjernens størrelse røber planeternes størrelse

Mange planeter uden for solsystemet opdages via formørkelsesmetoden (også kaldet transitmetoden), hvor en planet passerer ind foran stjernen og midlertidigt blokerer noget af dens lys.

Ved at måle, hvor stor en procentdel af stjernens lys, der bliver blokeret, kan astronomerne beregne størrelsesforholdet mellem stjernen og planeten. Men planetens faktiske størrelse kan først afgøres, når man kender stjernens størrelse.

På baggrund af de nye og mere præcise målinger af HD 219134’s masse og radius kan forskerne nu sige, at stjernen omkredses af to planeter, der er cirka halvanden gang Jordens størrelse. Bedømt på densiteten ser de ud til at bestå af en kerne af metal omgivet af klippe, præcis som vores egen planet.

»Studiet er et godt eksempel på, hvordan asteroseismologi kan forbedre vores forståelse af exoplaneter,« siger postdoc Alexander Dybdahl Rathcke fra DTU Space, der har læst det nye studie, som han ikke selv har været involveret i.

»Det understreger, hvor vigtigt det er med præcise stjernemålinger i exoplanetforskningen, og det åbner nye muligheder i jagten på planeter, der ligner Jorden,« siger Alexander Dybdahl Rathcke til Videnskab.dk.

Radius er lidt af en gåde

HD 219134 er også blevet studeret af andre astronomer. De har målt dens størrelse ved hjælp af en metode kaldet interferometri, hvor man kombinerer billeder fra flere teleskoper.

Men underligt nok får de astronomer, der bruger asteroseismologi, en radius, der er fire procent mindre. Og det er svært at forklare.

»Vi har ikke et definitivt svar på, hvad forskellen skyldes, så det er et åbent spørgsmål. Vi må kigge på nogle flere af den slags stjerner for at se, om vi kan blive klogere,« slutter Jens Reersted Larsen.

Så der er stadig fast arbejde til astronomer, der forsøger at aflure stjernerne deres hemmeligheder.