Stjärnvind (solvind) vid tre solliknande stjärnor

 

En internationell forskargrupp under ledning av Kristina Kislyakova, senior forskare vid institutionen för astrofysik vid universitetet i Wien, har upptäckt röntgenstrålning från astrosfären (kan liktydas med atmosfär men kallas astrosfär då det handlar om stjärnors atmosfär med undantag av solen atmosfär som är uppdelad i kromosfär och korona) från tre solliknande stjärnor.

Resultatet, som bygger på observationer med rymdteleskopet XMM-Newton  publicerades nyligen i Nature Astronomy. Forskarna observerade syrejonernas spektrala fingeravtryck (så kallade spektrallinjer) med XMM-Newton och kunde bestämma mängden syre och slutligen den totala massan av stjärnvinden från stjärnorna.

 De tre stjärnorna var 70 Ophiuchi (en dubbelstjärna 16 ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Ormbäraren)  , epsilon Eridani (ca 5 ljusår bort mot Epsilon stjärnan kan ses med blotta ögat) och 61 Cygni (en dubbelstjärna 1 0ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Svanen). Forskarna uppskattade deras massförlust till 66,5,5±11,1, 15,6±4,4 respektive 9,6±4,1 gånger solmasseförlust. Det betyder att stjärnvindarna från dessa stjärnor är mycket starkare än solvinden från vår sol, vilket kan förklaras av att det är starkare magnetisk aktivitet i dessa stjärnor.

Stjärnvinden (solvinden) är en plasmavind (ett flöde av laddade partiklar, främst elektroner och protoner) som ständigt skickas ut från solen, rakt genom solsystemet. Solvinden fyller solsystemet och utgör därför en huvudbeståndsdel i det interplanetära mediet. Troligen har alla stjärnor har liknande utflöden, i vissa fall tusentals gånger starkare, och stjärnvind är den allmänna benämningen på stjärnors utflöden medan det från solen kallas solvind.

– I vårt solsystem har solvind observerats från ytan från planeter och kometer (av farkoster som landat på dessa obs objekten själva tar emot denna vind sänder inte ut den) och heliosfären och utgör ett naturligt laboratorium för att studera solvindens sammansättning, förklarar studiens huvudförfattare Kristina Kislyakova. – Att observera denna strålning från avlägsna stjärnor är mycket svårare på grund av den svaga signalen. Dessutom gör avståndet till stjärnorna det mycket svårt att särskilja signalen som sänds ut av astrosfären  från  röntgenstrålningen från stjärnan själv, av vilken en del "sprids" över teleskopets synfält på grund av instrumentella effekter.

Kislyakova  påtalar även att ”Vi har utvecklat en ny algoritm för att särskilja stjärnornas astrosfäriska utkast till emissionen och detekterat laddningsutbytessignaler som kommer från stjärnvindar, syrejoner och det omgivande neutrala interstellära mediet från de tre huvudseriestjärnorna som nämns ovan. Detta är första gången som strålning från röntgenladdningsutbyte från astrosfärer från sådana stjärnor har upptäckts. Våra uppskattade massförlusthastigheter kan användas som ett riktmärke för stjärnvindsmodeller och utöka våra begränsade observationsbevis för vindar från solliknande stjärnor.

Medförfattaren Manuel Güdel, vid universitetet i Wien, tillägger: "Det har gjorts världsomspännande ansträngningar under tre decennier för att underbygga närvaron av vindar runt solliknande stjärnor och mäta deras styrka, men hittills har bara indirekta bevis baserade på deras sekundära effekter på stjärnan eller miljön antytt existensen av sådana vindar; Vår grupp har tidigare försökt detektera radiostrålning från vindarna men kunde bara sätta övre gränser för vindstyrkorna utan att detektera vindarna själva. Våra nya röntgenbaserade resultat banar väg för att hitta och avbilda dessa vindar direkt och studera deras växelverkan med omgivande planeter.

Bild https://medienportal.univie.ac.at/ Infraröd bild av chockvågen (röd båge) som skapats av den massiva jättestjärnan Zeta Ophiuchi i ett interstellärt stoftmoln. De svaga vindarna från solliknande stjärnor i huvudserien är mycket svårare att observera C: NASA/JPL-Caltech; NASA och Hubble Heritage Team (STScI/AURA); C. R. O'Dell, Vanderbilt University

Rymdväder har ett samband med solvind

 

Solvinden är en plasmavind (ett flöde av laddade partiklar, främst elektroner och protoner) som ständigt strålas ut från solen och ut i solsystemet. Ibland sker stora utsläpp. Stora nog att störa radiotrafik och stänga ner digital samhällsfunktion. Av den anledningen bör vi förstå mer av mekanismen och förbereda oss och skydda samhällsviktiga funktioner (om det nu går). Vårt samhälle i dag är sårbart.

 Rymdväder drivs av helt andra processer än väderförhållanden inom en atmosfär och handlar om solvindens påverkan på magnetosfär och joniserad strålning. Begreppet rymdväder beskriver förhållandena i rymden som påverkar jorden och våra teknologiska system. Beroende på solens aktivitet, jordens magnetfält, och vår position i solsystemet.

Rymdväder har länge varit känt för att ungefär följa solcykelns Tjugutvååriga solfläckscykeln med geomagnetiska solstormar vilka har samband med solfläckarna. Men utöver 22 årscyklerna sker vissa cykler i ca 150 årsintervall. Dessa ger betydligt större störningar än de vanliga cyklerna. Senast detta skedde var under 1859 då telegrafen som då var ny stängdes ner. 

Det finns dock mycket debatt om huruvida de farligaste händelserna följer ett mönster uppstår spontant.

Owens, M.J., Lockwood, M., Barnard, L.A. m.fl. har skrivit en lång artikel där man tar fram kunskap och diskuterar utefter detta i ”Extrema rymdväderhändelser och solcykeln” (översatt) i link.springer.com Se artikeln här finns mycket för den intresserade.

Extrema händelser – per definition – inträffar sällan, och att fastställa dess förekomstbeteende är svårt. Den enklaste begränsningsstrategin är kanske att använda rymdvädrets kända klimatologi och bygga system med lämplig motståndskraft. Det kräver ingen förutsägelse av tidpunkten för en rymdväderhändelse. Men det kräver kunskap om den maximala intensitet som sannolikt kommer att uppstå under en viss och kanske längre period. Naturligtvis kommer byggandet av sådant skydd till en kostnad som drabbar särskilt rymdfarkosters hårdvara. Men skydd behövs både för dessa och för våra datorer på Jorden om eller rättare sagt när katastrofen kommer. När väl katastrofen sker är det försent och vår datatrafik slås ut över hela jorden under kanske längre tid än vi nu förstår.

Bild från vikipedia "En fantasifull illustration av hur jordens magnetosfär påverkas av solutbrott. Variationer på solen och i solvinden är rymdvädrets viktigaste drivkrafter". Bild:NASA