En äldre upplaga av vår sol visar upp en trolig framtid för vår sol

 

Bild https://divulgacao.iastro.pt/en av solen, observerad i ultraviolett ljus av SDO-rymdteleskopet (NASA), i oktober 2014, som visar flera koronala bågar.

Ett internationellt team under ledning från  Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA2) har forskaren Ângela Santos gjort den första mätningen av magnetfältet hos β Hydri, en närliggande åldrad sollik stjärna. Resultaten publicerades i Astronomy & Astrophysics3, och här avslöjades en oväntat stark magnetisk bromsning, som stöder idén om en "pånyttfödd dynamo" i äldre stjärnor. 

Ângela Santos (IA & Dep. of Physics and Astronomy of the Science Faculty of the University of Porto – DFA–FCUP), huvudförfattare till artikeln ovan, beskriver: "Under de senaste åren har vi upptäckt att utvecklingen av stjärnors magnetiska aktivitet är betydligt mer komplex än man tidigare ansett. Att studera solliknande stjärnor, som β Hydri, särskilt vid olika evolutionära stadier är nyckeln till att bygga en heltäckande bild av hur stjärnor och deras system åldras.

β Hydri (en gul till vit underjättestjärna av spektralklass G2 IV ) är en av de ljusaste stjärnorna som är synliga för blotta ögat på den södra stjärnhimlen och en av de mest studerade stjärnorna vid sidan av solen. Den är något mer massiv än vår sol och har kommit längre i sin livscykel och har länge använts som en modell för att förstå solens  utveckling i framtiden.

Trots sin ålder (6-7,5 miljarder år) visar β Hydri vilken finns 24 ljusår bort i stjärnbilden Lilla vattenormen, tecken på en magnetisk aktivitetscykel som liknar solens. En oväntad egenskap för en stjärna vid denna tidpunkt i dess åldrande. Forskarlaget samlade in Spektroskopiska data av hög precision med hjälp av instrumentet HARPSpol vid Europeiska sydobservatoriets (ESO) 3,6-metersteleskop i La Silla i Chile. 

Dessa observationer gjorde det för första gången möjligt att göra en direkt uppskattning av magnetfältet på stjärnans yta. Upptäckten ger stöd åt det framväxande scenariot med "pånyttfödd dynamo", där stjärnor efter en lugnare magnetisk fas som är typisk för medelålders stjärnor  kan uppleva en återaktivering av magnetisk aktivitet när deras yttre lager expanderar.

– Den här typen av beteende utmanar vår konventionella förståelse av stjärnors magnetiska utveckling och gör β Hydri till ett riktmärke för att testa och förfina modeller för magnetisk bromsning och dynamoutveckling i gamla solliknande stjärnor, beskriver Tiago Campante, ledare för Stellar Astrophysics Research Group vid IA och professor vid DFA-FCUP. Som solens äldsta kända tvilling ger β Hydri en glimt av den magnetiska framtiden för vår egen stjärna (solen) och kanske en trolig berättelse för alla planeter som kretsar kring sådana "åldrade" solar.

  Forskarteamet bestod av: A. R. G. Santos, T. S. Metcalfe, O. Kochukhov, T. R. Ayres, R. Gafeira och T. L. Campante.

Månens yta består av följande kännetecken och mineral

 

Bild wikipedia Bilden visar västra hemisfären med Mare Orientale som har en diameter på ca 1 000 km, i centrum. Till vänster syns "månens baksida" (sidan som alltid är vänd från oss) och till höger "månens framsida" (sidan som alltid är vänd mot oss). Beskrivning: NASA/SDO och Equipa Científica AIA)

Månens yta består huvudsakligen av bergarter: vit höglandsanortosit (Höglands anortosit syftar på en bergart som huvudsakligen består av plagioklas (en typ av fältspat), och som utgör en stor del av månens ljusa högland) och mörk låglandsbasalt (Mörk låglandsbasalt" är ett begrepp inom geologi som syftar på en mörk vulkanisk bergart, basalt, som bildats i låglänta områden).

 Även om båda bergarterna är vanliga på dagsidan, (den sida som alltid är vänd mot jorden) saknar den sida som alltid är vänd från jorden det mörka låglandet fältspat. Forskare fann att stenar på dagsidan är  rika på klor (Cl), till skillnad från sten på nattsidan. Material i jordskorpan på nattsidan där Cl-anrikning saknas bildades troligen av magma som bevarar rester av den ursprungliga månmagmagman för 4,5 miljarder år sedan.

 Månen tros ha blivit till i ett gigantiskt nedslag mellan vår jord och en annan planet av Mars storlek, Theia, för cirka 4,5 miljarder år sedan. Energin  förknippad med detta nedslag förväntas ha lett till ett hav av magma som täckte både jorden och den unga månen. Avkylning av denna magma förväntas ha resulterat i en nästan homogen fast måne, täckt med samma ytskorpa överallt.

Men så är inte alltid fallet. Hemisfären (dagsidan) som alltid är vänd mot oss, har ett helt annat utseende än nattsidan som domineras av ett ljust, höglandsdominerade landskap, med praktiskt taget inga så kallade "hav" vilka ses som mörka fält.

De mörka "haven" (maria på latin) på månens dagsida består av utbredda basaltiska magmor, som till största delen kommer från vulkanism för cirka 3,5 miljarder år sedan på dagsidan medan mycket få utbrott skedde på nattsidan. Detta markerar en distinkt utvecklingshistoria för dessa två halvklot. Varför och hur gick det till? Hemligheten som formade månen till två världar kan mycket väl vara begravd i små mängder halogener (t.ex. fluor och klor), som hittats i månprover.

Förekomster av halogen i månens mineraler ger en unik inblick i månens utveckling. Forskare vid Geodynamics Research Center, Ehime University, i samarbete med kollegor vid Universität Münster (Tyskland) och Vrije Universiteit Amsterdam (Nederländerna), genomförde experiment med högt tryck och höga temperaturer och lyckades få fram unika nya data om hur klor (Cl) fördelar sig mellan månmineraler och samexisterande magma. De kopplade modeller av utvecklingen av månens inre till uppmätta halogenhalter i prover av månskorpan och fann att de flesta prover från månens dagsida visar sig vara onormalt rika på Cl. Däremot visar material från jordskorpan från månens baksida inte denna Cl-anrikning. Forskarna lägger fram bevis för att koppla denna anrikning till inkorporeringen av gasformiga Cl-föreningar av sten nära månen.

Detta fynd indikerar att förekomsten av utbredd kloridånga (med Cl sannolikt närvarande som metallklorider) möjligen var begränsad till månens dagsida, vilket tyder på att metallkloridångan verkar vara knuten till månens dikotomi.