Forestil dig, at du har en stor badering om maven, der suser hurtigt rundt, mens du selv laver en piruet langsomt. Hovedet og fødderne bevæger sig langsommere end baderingen.
Det lyder måske dumt, men ikke desto mindre er det cirka sådan, Solen drejer om sin egen akse.
Men hvorfor? Og hvordan? Nu har et hold forskere fundet en måde at måle andre sol-lignende stjerners rotation, og det gør os klogere på Solens mærkværdige opførsel.
Det viser sig nemlig, at Solens rotation muligvis kan være med til at skabe solstorme, og at vores nuværende teorier om Solen godt kunne trænge til en overhaling.
»Det spændende er, at vi nu kan sammenligne vores viden om Solen med viden om andre sol-lignende stjerner. Stjernerne har vist os, at vores modeller for Solen faktisk ikke helt passer. Der er noget galt,« siger Jørgen Christensen-Dalsgaard.
Han er professor ved Institut for Fysik og Astronomi ved Aarhus Universitet, leder af Center for Stellar Astrofysik under Danmarks Grundforskningsfond og en af forskerne bag det nye studie, der er udgivet i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Science.
13 stjerner roterer ligeså mærkeligt som solen
Med observationer fra NASA’s Kepler-satellit, der har sendt informationer om 150.000 stjerner hjem til Jorden, har forskerne udvalgt 40 stjerner, som de har kigget nærmere på.
13 af disse stjerner har så mange fysiske ligheder med Solen, at forskerne valgte dem som hovedfokus for undersøgelsen.
»De 13 stjerner, vi har undersøgt, har selvfølgelig nogle egenskaber, som adskiller dem fra Solen. Men deres opbygning ligner Solens så meget, at vi godt kan sammenligne,« fortæller Jørgen Christensen-Dalsgaard.
Når forskerne så på stjernernes hastighed omkring ækvator og polerne, fandt de en markant forskel på, hvor hurtigt de roterede om deres egen akse de forskellige steder.
Ligesom solen roterede de meget hurtigere om ækvator end om polerne.
Se, hvordan de sol-lignende stjerner drejer i videoen under. Stjernen er set fra ‘toppen’, så polen er centrum af cirklen og drejer langsomt, mens ækvator er den yderste del og drejer hurtigere.
Vores teorier passer ikke længere
For nogle af stjernerne roterer stjernen næsten dobbelt så hurtigt på ækvator end på polerne, og det er en større forskydning i rotationshastigheden, end forskere tidligere har forudsagt for stjerner.
Derfor udfordrer forskernes nye fund de eksisterende modeller for solen, og det begejstrer Heidi Korhonen, der er lektor ved Dark Cosmology Centre ved Niels Bohr Institutet.
Hun er ikke en del af det nye studie, men har læst og vurderet det for Videnskab.dk.
\ Sådan gjorde forskerne
- Studiet bygger på 3 års observationer af 150.000 stjerner fra NASA’s Kepler-satellit.
- Kepler målte løbende lysstyrken fra stjernerne, og udfra de data kan forskerne undersøge stjernernes lydbølger. Det kaldes asteroseismologi, og minder om geologers måde at studere jordskælv på.
- Bølgerne kan fortælle om forskelle i stjernens rotation, og på den måde kan forskerne se, at der er forskel på rotationen på ækvator og på polerne.
Kilde: Jørgen Christensen-Dalsgaard
»Studiet viser, at forudsigelser fra de nuværende teorier ikke passer med det nye studies observationer. Det er altid interessant, hvis observationer viser noget, som teorien ikke har forudsagt. Dette er et afgørende element for videnskabens udvikling og vores viden,« skriver Heidi i en mail til Videnskab.dk
Denne pointe påpeger Jørgen Christensen-Dalsgaard, en af forskerne bag studiet, også. For selvom forskerne nu er lykkedes med at finde og måle andre lignende stjerners rotation, er der stadig meget, vi ikke ved.
»En del af stjernens rotation bliver transporteret fra polerne mod ækvator, og de processer forstår vi ikke rigtigt endnu. Vi har nogle computermodeller af, hvad der foregår i de ydre lag på stjerner, men modellerne passer ikke helt med de observationer, vi nu har gjort,« forklarer Jørgen Christensen-Dalsgaard.
\ Læs mere
Solens rotation mulig årsag solstorme
Forskere har længe vidst, at Solen roterer meget hurtigere rundt ved ækvator end ved polerne.
Forskydningerne er muligvis skyld i solstorme, og de kan have stor effekt på Jorden.
Man ved, at Solens indre består af en gaskugle, og den bruger 27 dage på at rotere en enkelt gang rundt om sin egen akse.
Uden på gaskuglen ligger et ’mavebælte’, der udgør de yderste 27 procent af Solens diameter. For mavebæltet tager det omkring 25 dage at dreje en omgang, mens det ved polerne tager hele 35 dage.
»Nogle gange kan man se sorte pletter på Solen. De skyldes meget kraftige magnetfelter og kommer til syne med en cyklus på omkring 11 år. Vi mener, det er forskydningerne i Solens rotation, som skaber disse kraftige magnetfelter,« forklarer Jørgen Christensen-Dalsgaard.
Nu kunne du måske spørge dig selv: Og hvad så? Pletter på solen? Pfff.
Men klap lige hesten og læs videre. De komplicerede forklaringer er nemlig vigtige ikke bare for forskerne, men også for vores liv på Jorden.
Solstorme påvirker Jorden
Forskerne ved, at solpletternes kraftige magnetfelter skaber solstorme, og det er her, det begynder at blive uhyggeligt.
Solstormene består nemlig af en kæmpe eksplosion af gas, megnetfelter og røntgenstråling.
»Solstormene kan ramme Jordens magnetfelt og rive det med sig. Det kan ødelægge strømforsyningen på Jorden og vores satellitter i rummet på vejen. Solstormens partikler har faktisk så meget kraft, at hvis de rammer et bemandet rumskib, kan de slå astronauterne ihjel,« fortæller Jørgen Christensen-Dalsgaard.
På den måde bidrager viden om sol-lignende stjerner til vores viden om solens klima.
Det er nemlig vigtigt for forskere både at kunne forudsige en solstorm, der kan kaldes Solens daglige vejr, men også at se på dens klima over en længere årrække.
Derfor finder Heidi Korhonen også forskning i stjerners rotation meget vigtig for mere end blot de involverede forskere.
»»Er solstormen rettet mod Jorden, kan det skabe et smukt nordlys. Omvendt kan den høje stråling og partiklerne i ekstreme tilfælde ødelægge dele af en planets atmosfære. Det har vi eksempelvis observeret på nogle exoplaneter, og i mindre grad på Mars« skriver Heidi Korhonen og fortsætter:
»Derfor er det meget vigtigt at forstå, hvordan stjerners magnetiske felter opstår, og i den sammenhæng er det afgørende, at vi også studerer stjernernes rotation, for det har betydning for magnetfelterne,« siger hun.
