SONG-teleskopet skal afsløre kæmpestjernernes hemmeligheder

Solen er vores bedst studerede stjerne. Eksempelvis er det den eneste stjerne, vi kender alderen på – 4,57 milliarder år har vores moderstjerne efterhånden på bagen. Solen er langt bedre studeret end de øvrige stjerner, fordi den er vores nærmeste og klareste stjerne.

Når det første teleskop i det danskledede teleskopnetværk SONG inden længe er klar til opstart, er det kæmpestjernerne, som i første omgang står for skud. Om syv milliarder år forventes Solen at udvikle sig til en rød kæmpestjerne. I første omgang er det dog kæmpestjernen Gamma Cephei A, som SONG-teleskopet skal rettes mod.

»Der er jo mange spændende stjerner at tage fat på, men personligt synes jeg, at kæmpestjernerne er enormt spændende, fordi de er godt på vej mod, men alligevel et stykke fra, deres endeligt,« siger lektor Frank Grundahl fra Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet, som er en af bagmændene til SONG.

Er på vej mod deres endeligt

Kæmpestjernerne er stjerner, som er nået så langt hen i deres livscyklus, at de er begyndt at udvide sig. I sidste ende resulterer denne proces i en Supernova-eksplosion, eller i at stjernen bliver til en hvid dværgstjerne alt efter dens vægt. Så langt er stjernen, som SONG lægger ud med at studere, endnu ikke henne.

Gamma Cephei A er begyndt at udvide sig, men er endnu ikke på sit sluttrin. Den er på nuværende tidspunkt fem gange så stor som Solen i diameter.

Aarhus-astronomerne lavede denne lille film af teleskopets konstruktion, der repræsenterer det første skridt på vejen mod et verdensomspændende internationalt stjerneforskningsprojekt.

Gamma Cephei A, og senere andre stjerner, skal hjælpe forskerne med at blive klogere på alle stjerner og verificere, at Solen og de øvrige stjerner har de ligheder, som de teoretiske modeller forudsiger.

Skal korrigere de teoretiske modeller

Det er utrolig komplekst at beskrive stjernernes fysik, fordi der er så mange variable at tage højde for. Resultaterne fra SONG skal løbende være med til at korrigere forskernes nuværende modeller for stjernerne.

»Du kan jo ikke se ind i stjernen, du kan kun se overfladen,« siger Frank Grundahl og fortsætter:

»Det svarer til, hvis du har et glas vand og hælder noget farvestof i, og så skal du i din computer beskrive, hvordan det farvestof blander sig op – kan du forudsige det? Nej, det er rigtig, rigtig svært.«

Skal lede efter andre planeter

SONG består overordnet af to dele – den ene har fokus på at studere stjernerne og deres indre, og den anden del har som hovedformål at lede efter exoplaneter. Exoplaneter er planeter, som er i kredsløb om en stjerne i et andet solsystem end vores.

Exoplaneterne skal findes ved hjælp af ’mikrolinsemetoden’. Denne metode kan finde frem til planeter, der kredser om stjerner, når der opstår en ’mikrolinsebegivenhed’. Du kan læse mere om denne del af projektet i artiklen ’Dansk teleskop skal finde liv i rummet’ på Videnskab.dk.

Den anden del af projektet er den, som Frank Grundahl står i spidsen for, nemlig undersøgelserne af stjernernes indre, som foretages ved hjælp af ’asteroseismologi’. Asteroseismologi undersøger stjernernes svingninger.

Fortæller om stjernens indre

Svingningerne er trykbølger, der bevæger sig i stjernerne, på samme måde som når der er jordskælv på Jorden. Af samme grund kaldes de også sommetider for ’stjerneskælv’.

»Stjernesvingningerne er vigtige, for grundlæggende er det kun én stjerne, vi kender i detaljer, og det er Solen. Svingningerne fortæller os om det indre af stjernerne, og det hjælper os til at måle og forstå, hvor gamle de er,« siger Frank Grundahl.

I takt med at astrofysikerne opdager flere og flere exoplaneter, bliver det også stadig mere relevant at finde deres moderstjerners præcise alder for at kunne datere, klassificere og beskrive planeternes historie og dermed blive klogere på universets opbygning og oprindelse.

Sladrer om tryk, temperatur og vægt

Stjernesvingningerne kan sladre om mere end ’bare’ stjernens alder. I virkeligheden fortæller de nemlig om lydhastigheden inde i stjernen, og denne kan for eksempel afsløre stjernens tryk, temperatur og vægt.

Kort sagt: stjernens indre struktur.

»Vi kan for eksempel ikke måle, hvor tung stjernen er bare ved at kigge på den. Men med astroseismologi kan vi måle, hvad der er inde i stjernen, og så kan vi sammenligne det med modellerne og på den måde finde ud af, hvor det går galt med vores modeller,« siger Frank Grundahl.

Det er en af grundforskningens vigtigste opgaver at hjælpe forskerne med at opsætte og efterprøve deres modeller. Målet med SONG er, at modellerne bliver så gode, at man bare ved at se på en stjerne kan forudsige, hvad dens egenskaber er.

’Nu vil vi gerne snart i gang!’

Visionen med SONG er, at det i sidste instans skal bestå af otte teleskoper, som er placeret rundt omkring i verden, og som gør det muligt at observere på nattehimlen hele tiden. Det danske teleskop er det første i rækken, og det næste teleskop er ved at blive bygget i Kina og er planlagt til at være færdigbygget i 2013.

Starttidspunktet for SONG er flere gange blevet udskudt på grund af nedbrud af enkeltkomponenter og forsinkelser fra teleskop-firmaet. Frank Grundahl og hans team har været klar med deres instrument i månedsvis, og selvom forsinkelserne ikke er usædvanlige i så stort et samarbejde, begynder det alligevel at krible i fingrene for at komme i gang, fortæller han:

»Vi glæder os utroligt meget til at komme i gang med det videnskabelige program,« fortæller Frank Grundahl.