Illustration af konvektion i sollignende stjerne. Billedkredit: NASA / CXC / M.Weiss. Klik for at forstørre
NASAs Chandra røntgenobservationsundersøgelse af nærliggende sollignende stjerner antyder, at der er næsten tre gange mere neon i solen og det lokale univers end tidligere antaget. Hvis det er sandt, ville dette løse et kritisk problem med at forstå, hvordan solen fungerer.
”Vi bruger solen til at teste, hvor godt vi forstår stjerner og til en vis grad resten af universet,” sagde Jeremy Drake fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Mass. ”Men for at forstå solen, vi er nødt til at vide nøjagtigt, hvad det er lavet af, ”tilføjede han.
Det er ikke velkendt, hvor meget neon solen indeholder. Dette er kritisk information til oprettelse af teoretiske modeller af solen. Neonatomer spiller sammen med kulstof, ilt og nitrogen en vigtig rolle i, hvor hurtigt energi strømmer fra nukleare reaktioner i solens kerne til dens kant, hvor den derefter stråler ud i rummet.
Hastigheden for denne energistrøm bestemmer placeringen og størrelsen af et afgørende stjernestreg kaldet konvektionszonen. Zonen strækker sig fra nær solens overflade indad ca. 125.000 miles. Zonen er hvor gassen gennemgår en rullende, konvektiv bevægelse, ligesom den ustabile luft i tordenvejr.
”Denne turbulente gas har et ekstremt vigtigt job, fordi næsten al den energi, der udsendes ved solens overflade, transporteres der ved konvektion,” sagde Drake.
Den accepterede mængde neon i solen har ført til et paradoks. Den forudsagte placering og størrelse af solkonvektionszonen er uenig med dem, der er afledt af solceller. Solvinkler er en teknik, som astronomer tidligere har været afhængige af for at undersøge solens indre. Flere forskere har bemærket, at problemet kan løses, hvis overflod af neon faktisk er omkring tre gange større end i øjeblikket accepteret.
Forsøg på at måle den nøjagtige mængde neon i solen er blevet frustreret af et underlig natur; neonatomer afgiver ingen underskrifter i synligt lys. Imidlertid, i en gas opvarmet til millioner af grader, skinner neon lyst i røntgenstråler. Stjerner som solen er dækket af denne superopvarmede gas, der forrådes af den hvide korona omkring dem under solformørkelser. Observationer af solens korona er dog meget vanskelige at analysere.
For at undersøge neonindholdet observerede Drake og hans kollega Paola Testa fra Massachusetts Institute of Technology i Cambridge, Mass., 21 sollignende stjerner inden for en afstand af 400 lysår fra Jorden. Disse lokale stjerner og solen skal indeholde omtrent den samme mængde neon sammenlignet med ilt.
Imidlertid viste det sig, at disse nære stjernestatistikker i gennemsnit indeholdt næsten tre gange mere neon, end det antages for solen. "Enten er solen en freak i sit stjernekvarter, eller den indeholder meget mere neon, end vi tror," sagde Testa.
Disse Chandra-resultater beroligede astronomer med den detaljerede fysiske teori bag solmodellen. Forskere bruger solmodellen som grundlag for at forstå strukturen og udviklingen af andre stjerner samt mange andre områder inden for astrofysik.
"Hvis den højere neonforekomst målt af Drake og Testa er rigtig, er det en samtidig triumf for Chandra og for teorien om, hvordan stjerner skinner," sagde John Bahcall fra Institute for Advanced Study, Princeton, NJ Bahcall er ekspert i feltet, der ikke var involveret i Chandra-studiet. Drake er hovedforfatter af undersøgelsen offentliggjort i denne uges nummer af tidsskriftet Nature.
NASAs Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Administrerer Chandra-programmet for agenturets Science Mission Directorate. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrollerer videnskab og flyveoperationer fra Chandra X-ray Center i Cambridge, Mass.
Original kilde: Chandra News Release
