På en tid troede forskere, at Jorden, Månen og alle de andre planeter i vores solsystem var perfekte sfærer. Det samme gjaldt for Solen, som de anså for at være den himmelske orb, der var kilden til al vores varme og energi. Men som tiden og forskningen viste, er solen langt fra perfekt. Ud over solflekker og solbrændere er solen ikke fuldstændig sfærisk.
I nogen tid mente astronomer, at dette også var tilfældet med andre stjerner. På grund af en række faktorer så det ud til, at alle stjerner, der tidligere var blevet undersøgt af astronomer, oplevede noget svulmende ved ækvator (dvs. skråhed). I en undersøgelse offentliggjort af et team af internationale astronomer ser det imidlertid ud til, at en langsomt roterende stjerne beliggende 5000 lysår væk er så tæt på sfærisk, som vi nogensinde har set!
Indtil nu har observationer af stjerner kun været begrænset til et par af de hurtigst roterende stjerner i nærheden og var kun muligt gennem interferometri. Denne teknik, som typisk bruges af astronomer til at opnå estimater af stjernestørrelse, er afhængig af flere små teleskoper, der opnår elektromagnetiske aflæsninger på en stjerne. Denne information kombineres derefter for at skabe et billede med højere opløsning, der ville fås ved hjælp af et stort teleskop.
Ved at udføre asteroseismiske målinger af en nærliggende stjerne kunne et team af astronomer - fra Max Planck Institute, University of Tokyo og New York University Abu Dhabi (NYUAD) - få en meget mere præcis idé om dens form. Deres resultater blev offentliggjort i en undersøgelse med titlen "Form af en langsomt roterende stjerne målt ved asteroseismologi", som for nylig optrådte i American Association for the Advancement of Science.
Laurent Gizon, en forsker ved Max Planck-instituttet, var hovedansvarlig på papiret. Da han forklarede deres forskningsmetodologi til Space Magazine via e-mail:
”Den nye metode, som vi foreslår i denne artikel til måling af stjerneformer, asteroseismologi, kan være flere størrelsesordener mere præcise end optisk interferometri. Det gælder kun stjerner, der svinger i langvarige ikke-radiale tilstande. Den ultimative præcision af metoden gives af præcisionen ved måling af frekvenserne i svingningsmetoder. Jo længere observationsvarighed (fire år for Kepler), desto bedre er præcisionen for tilstandsfrekvenserne. I tilfælde af KIC 11145123 kan de mest præcise tilstandsfrekvenser bestemmes til en del i 10.000.000. Derfor den forbløffende præcision af asteroseismologi. ”
Placeret 5000 lysår væk fra Jorden, blev KIC 11145123 betragtet som en perfekt kandidat til denne metode. For det første er Kepler 11145123 en varm og lysende, over dobbelt så stor som vores sol, og roterer med en periode på 100 dage. Dens svingninger er også langvarige og svarer direkte til udsving i dens lysstyrke. Brug af data indsamlet af NASA'erne Kepler mission over en mere end fire års periode var holdet i stand til at få meget nøjagtige formestimater.
"Vi sammenlignede frekvenserne for de svingningsmetoder, der er mere følsomme over for stjernens lave breddegrad og frekvenserne for de tilstande, der er mere følsomme over for højere breddegrader," sagde Gizon. ”Denne sammenligning viste, at forskellen i radius mellem ækvator og polerne kun er 3 km med en præcision på 1 km. Dette gør Kepler 11145123 til det rundeste naturlige objekt nogensinde målt, det er endnu mere rundt end Solen. ”
Til sammenligning har vores sol en rotationsperiode på cirka 25 dage, og forskellen mellem dens polære og ækvatoriale radier er ca. 10 km. Og på Jorden, der har en rotationsperiode på mindre end en dag (23 timer 56 minutter og 4,1 sekunder), er der en forskel på over 23 km (14,3 miles) mellem dens polære og ækvator. Årsagen til denne betydelige forskel er noget af et mysterium.
I fortiden har astronomer fundet, at formen på en stjerne kan komme ned på flere faktorer - såsom deres rotationshastighed, magnetiske felter, termiske asphericiteter, strømninger i stor skala, stærk stjernevind eller gravitationspåvirkning fra stjernekammerater eller kæmpe planeter. Ergo, måling af "asphericitet" (dvs. i hvilken grad en stjerne IKKE er en sfære) kan fortælle astronomer meget om stjernestrukturer og dens planetsystem.
Normalt har det vist sig, at rotationshastighed har en direkte indflydelse på stjernernes asfæricitet - dvs. jo hurtigere den roterer, jo mere skråt er den. Når de kiggede på data, der blev opnået af Kepler-sonden over en periode på fire år, bemærkede de imidlertid, at dens uklarhed kun var en tredjedel af, hvad de forventede, i betragtning af dens rotationshastighed.
Som sådan blev de tvunget til at konkludere, at noget andet var ansvarlig for stjernens meget sfæriske form. ”” Vi foreslår, at tilstedeværelsen af et magnetfelt ved lave breddegrader kan få stjernen til at se mere sfærisk ud over de stjernernes svingninger, ”sagde Gizon. ”Det er kendt inden for solfysik, at akustiske bølger forplantes hurtigere i magnetiske områder.”
Når vi ser på fremtiden, håber Gizon og hans kolleger at undersøge andre stjerner som Kepler 11145123. I vores Galaxy alene er der mange stjerner, som oscillationer kan måles nøjagtigt ved at observere ændringer i deres lysstyrke. Som sådan håber det internationale team at anvende deres asteroseismologimetode til andre stjerner observeret af Kepler, såvel som kommende missioner som TESS og PLATO.
”Ligesom som helioseismologi kan bruges til at studere solens magnetiske felt, kan asteroseismologi bruges til at studere magnetisme på fjerne stjerner,” tilføjede Gizon. ”Dette er hovedbudskabet i denne undersøgelse.”
