Stjernen Epsilon Indi skælver ganske svagt - vi er et skridt nærmere på at forstå de stjerner, som ligner Solen

I to videnskabelige artikler, som er udkommet i denne uge i de anerkendte tidsskrifter Astrophysical Journal og Astronomy & Astrophysics fortæller en international forskergruppe med tæt tilknytning til Stellar Astrophysics Centre på Aarhus Universitet om en ny milepæl i studiet af sollignende stjerner. For første gang er det lykkedes at måle de meget svage stjernesvingninger for en stjerne, som er lidt mindre og lidt koldere end vores egen Sol, nemlig den orange dværgstjerne epsilon Indi, som befinder sig bare 11,9 lysår fra os i stjernebilledet Indianeren (Indus) på den sydlige himmelhalvkugle.

Adjunkt Mia Sloth Lundkvist fra Stellar Astrophysics Centre, som er hovedforfatter på artiklen i Astrophysical Journal fortæller: "Mit personlige forhold til epsilon Indi går helt tilbage til 2014, hvor jeg som ung ph.d.-studerende blev præsenteret for nogle meget tidlige asteroseismiske data for denne stjerne. Derfor er det dybt tilfredsstillende nu at have været med til i detaljer at afsløre stjernens svingninger, så vi kommer endnu et skridt nærmere til at forstå den. At vi nu kan måle de meget små svingninger i denne type sollignende stjerner betyder, at vi nu også er et skridt nærmere på at forstå stjerner af Solens type, og at karakterisere de jordlignende exoplaneter, som måske kredser om dem."

Tiago Campante fra Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço på universitetet Porto, Portugal er hovedforfatter på den anden artikel, og med i dem begge. Han fortæller: "Vi har målt svingninger i stjernens overflade hvor stoffet bevæger sig langsommere end et dovendyrs fart! Det er et enestående teknologisk fremskridt, og det viser, at vi nu kan foretage asteroseismologiske studier af stjerner, som er omkring 1000 grader koldere på overfladen end Solens 5500°C."

Asteroseismologi er målinger af stjernesvingninger, hvor man "ser" ind i stjernernes indre for at studere deres sammensætning og de processer, som foregår der, på samme måde som geologerne bruger jordskælv til at studere Jordens indre.

De nye og superpræcise målinger er foretaget dels med instrumentet ESPRESSO og UVES, som er monteret på Det europæiske Sydobservatoriums (ESOs) Very Large Telescope (VLT) i Andesbjergene i det nordlige Chile, og dels med instrumentet HARPS på ESOs La Silla-observatorium i Chile.

Det er de svageste 'stjerneskælv', som nogensinde er målt, og selvom opgaven ikke har været let, bliver det lidt lettere af, at Epsilon Indi er forholdsvis tæt på os. Den er blandt de 20 nærmeste stjerner, og den er så klar, at den lige netop kan ses med det blotte øje.

Epsilon Indi er en såkaldt K dværgstjerne. Stjerner af denne type eksisterer ligesom Solen meget længe - i ti-milliarder af år. Med de nye, ultrapræcise målinger af små stjernesvingninger bliver forskerne i stand til at afgøre, hvor meget af grundstoffet hydrogen, der er tilbage i stjernens indre, og dermed om den er ældre eller yngre end Solen.

Kendskab til en stjernes alder er vigtig for at kunne karakterisere eventuelle exoplaneter, som kredser om den. Indtil dato véd vi kun, at der kredser én stor planet, som har en masse, der er 3,5 gange større end Jupiter om Epsilon Indi. Dermed ligner den slet ikke Jorden, men mulighederne er slet ikke udtømte for ad åre at kunne opdage mindre, jordlignende exoplaneter også om denne stjerne, ligesom der allerede kendes flere snese jordlignende exoplaneter, som kredser om mindre og koldere stjerner.

K dværgstjerner er de almindeligste i Mælkevejen. Ved at undersøge denne type stjerner i detaljer kan vi også få ny og afgørende viden om Mælkevejens oprindelse og udvikling.

Mia Sloth Lundkvist kan kontaktes på e-mail lundkvist@phys.au.dk.

Stellar Astrophysics Centre ved Aarhus Universitet er et af Verdens førende centre for studiets af stjernesvingninger og jagten på exoplaneter. En række forskningsgrupper og enkeltpersoner er tilknyttet centeret, som desuden fungerer som udvekslingscenter for satellitdata blandt andet fra NASA-satellitterne Kepler og TESS. Centerleder er professor Hans Kjeldsen.

Artiklernes titler er henholdsvis:

Low-amplitude Solar-like Oscillations in the K5 V Star Indi A, The Astrophysical Journal

og

Expanding the frontiers of cool-dwarf asteroseismology

with ESPRESSO Detection of solar-like oscillations in the K5 dwarf ϵ Indi, Astronomy & Astrophysics