ALMA upptäcker kallt stoft kring Proxima Centauri

ALMA-teleskopen i Chile har upptäckt kallt stoft kring vårt närmsta solsystem. Systemet med en centralstjärna som är en röd dvärgstjärna, Proxima Centauri har minst en planet. Proxima Centauri b är en liten jordlik planet på ett hyfsat avstånd från stjärnan.

Nineteen ALMA antennas on the Chajnantor plateau
ALMA – Atacama Large Millimeter/submillimeter
Aray tillhör European Southern Observatory
och ligger i de Chilenska Anderna. Foto: ESO

Med teleskopen ALMA har forskare ledda av Guillem Anglada från Instituto de Astrofísica de Andalucía, Granada, Spanien, upptäckt att vår närmsta grannstjärna, den röda dvärgen Proxima Centauri är omgiven av kallt stoft på ett avstånd av mellan en och fyra astronomiska enheter (avståndet mellan Solen och Jorden). I sina data har de också funnit indikationer på ännu kallare och mer avlägsna moln av stoft.

Upptäckten indikerar att det lilla solsystemet är rätt så likt vårt eget så till vida att det inte bara finns en planet (minst) utan också stoft som inte har kunnat bilda planeter, på samma sätt som vårt eget asteroidbälte och Kuiperbältet med kometer.

Planeten Proxima Centauri b upptäcktes 2016 då man aktivt sökte efter en planet i systemet. En upptäckt som är intressant eftersom planeten ligger så nära Jorden att den kanske i framtiden går att studera i närmare detalj på ett sätt vi aldrig kommer att kunna studera mer avlägsna planeter.

Artikelns huvudförfattare Guillem Anglada förklarar varför upptäckten är viktig. “Stoftet kring Proxima är viktigt då det, sedan upptäckten av Proxima b, är första indikationen av ett riktigt planetsystem och inte bara en ensam planet, runt vår närmsta grannstjärna.”

Artist’s impression of the dust belts around Proxima Centauri
En konstnärlig vy av Proxima Centauri med
Proxima b i nära bana runt stjärnan. Liksom
i alla liknande konstnärliga representationer
av verkligheten är planeten allt för stor i förhål-
lande till stjärnan. Bild: ESO

Stoftbältena består av is och sten från enstaka millimeter upp till kilometerstora block, som inte lyckats att bilda planeter. Stoftet som ligger i stråk ut till några hundra miljoner kilometer från stjärnan väger ungefär en hundradel av vad Jorden gör. Den genomsnittliga temperaturen i detta stoft eller asteroidbälte är ungefär -230 grader Celcius. Den låga temperaturen kommer av att den lilla röda dvärgstjärnan producerar väldigt lite värme. Således är bältet i det stora hela ganska likt vårt Kuiperbälte då det är kallt och ligger utanför den hittills enda kända planetens bana.

Utanför detta bälte finns sannolikt ännu ett bälte av ännu kallare stoft, kanske 10 gånger längre ut. Båda stoftbältena är väldigt mycket närmare Proxima Centauri än de är Alfa Centauri som är huvudstjärnan i detta trippelstjärnesystem. Detta medan den nyupptäckta planeten Proxima b ligger väldigt mycket närmare med sina endast 4 miljoner kilometer till stjärnan.

Guillem Anglada berättar: “Dessa resultat visar att Proxima Centauri kan ha ett flerplanetsystem med en lång historia rik på interaktioner som kan vara orsaken till detta stoftbälte.” Han berättar vidare att framtida studier av stoftbältets uppbyggnad mycket väl kan ge information om var vi kan finna fler planeter i systemet.

En annan sak som kittlar fantasin är det faktum att det finns planer, om än långsökta, att skicka en rymdsond till Proxima Centauri, det s.k. Starshot-projektet. Ett fullt realistiskt projekt varvid man låter ett flertal mikrosonder segla dit med ett segel som bestrålas med intensiv laser från Jorden. Strålningen kan genom sin inneboende energi få seglet att färdas med oerhört hög fart och därvid nå Proxima Centauri på under 20 år.

Samförfattaren Pedro Amado berättar att denna observationen bara är starten på en lång period av upptäckter tack vare att det är vår närmsta grannstjärna och vi har alla möjligheter att studera den i detalj.

 

21 december – Vintersolståndet infaller kl. 17.28 lokal tid

Vintersosltåndet är den punkt i jordbanan där Solen ligger längst i söder på himlen. Det är i princip den dag då dagen är allra kortast, men den definieras som den tidpunkt då Solen står i sydligaste läget sett ifrån Jorden. Den ligger alltså vid denna tidpunkt exakt ovanför stenbockens vändkrets. Det är nu den vänder för att sakta klättra mot norr igen.

Nu går det alltså mot längre dagar igen och Solen kommer att gå upp tidigare och gå ned senare igen.

En lite spännande sak i sammanhanget är det faktum att eftersom vi ligger som närmast Solen under vintermånaderna så rör sig också Jorden som snabbast runt Solen just nu. Det förskjuter utvecklingen lite så att Solen går upp vid ungefär samma tid i några veckor medan den börjar gå ned senare.

Skillnaden blir alltså större på kvällen än på morgonen.

13 – 14 december – Lucia-meteorerna, Gemeniderna, är tillbaka

Gemeniderna är en fin skur med utgångspunkt i stjärnbilden Gemini, eller Tvillingarna. Den ger stabilt ett högt antal meteorer dagarna kring Lucia. Meteorskuren är en av få förknippade med en asteroid. Kanske rör det sig om en intorkad komet där bara lite stoft finns kvar.

3200 Phaethon är en ovanlig asteroid på det viset att dess bana för den närmare Solen än någon annan av de namngivna asteroiderna. Namnet har den fått från sonen till den grekiska solguden Helios. Asteroiden var den första att finnas med hjälp av bilder tagna från Satellit. Den upptäcktes i data från Satelliten IRAS, InfraRed Astronomical Satellite, den 14 oktober 1983. Charles T. Kowal som rapporterade in den tyckte den såg ut som en asteroid. Den namngavs därför först enligt rådande regler för asteroider till 1983 TB. Sedan 1985 har den som nämnts namnet 3200 Phaethon.

800px-3200_Phaethon_orbit
Asteroidens bana i förhållande till de innersta planeterna;
Merkurius, Venus, Jorden och Mars.
Källa: Engelska Wikipedia.

Asteroidens halva storaxel tar den en bit utanför Jordens bana. 1.27 AE*, eller 190 miljoner kilometer från Solen. Vid sitt innersta läge i banan är den endast 0,14 AE från Solen eller 20,9 miljoner km från Solen. Det är mindre än halva avståndet jämfört med Merkurius närmaste läge. När den är som närmast kan den uppnå temperaturer på runt 750 grader Celcius (1 025K). (En sådan temperatur gör att den glöder tydligt rödtonat av värmen.)

En annan intressant sak är att Phaethons bana för den inom 0,05 AE från Jordens bana, vilket gör den till en potentiellt hotfull asteroid. Den är dock inte på kollisionskurs med Jorden de närmsta 500 åren åtminstone. (Längre än så är svårt att beräkna i och med hur komplicerade banberäkningar är.)

Phaethon har visat sig vara något mellanting mellan en komet och en asteroid. Bl.a. har man funnit att den har stoftsvans. Det är denna som ger upphov till meteorskuren geminiderna som vi får avnjuta kring Lucia varje år.

Du kan börja observera skuren redan när det mörknat och ända fram till gryningen då det blir allra flest meteorer. Som mest finns chansen att uppnå från en riktigt mörk himmel. Å andra sidan går Månen upp strax innan fyra i år, vilket skymmer bort lite av de svagaste meteorerna.

Klä dig varmt och ta med dig solstolen!

17 – 18 november – Leoniderna har maximum

Leoniderna är en meteorskur som troget återkommer varje år. De allra flesta år är det ingen enastående skur, men den kan lyckas ändå klämma fram 10 – 30 stjärnfall i timmen ett normalt år, (sett från en mörk himmel). Trots det ringa antalet så finns chansen till en och annan kraftigare meteor, så det är väl värt att ge dig ut och kolla!

Ungefär vart 33 år ger skuren upphov till meteorstorm då mer än 1000 meteorer per timme faller ned. Men det dröjer ytterligare 16 år till nästa gång, så vi får vänta på detta!

2017-11-17_Leoniderna
Kartan visar stjärnhimlen och radienten (den plats
meteorerna ser ut att komma ifrån) kl. 01.00.
Bild: Stellarium.

Liksom andra skurar så hör du på namnet vilken stjärnbild som meteorerna ser ut att komma ifrån. Således är det läge att kolla efter dem så snart Leo, Lejonet är över horisonten.  Runt 22-tiden är det läge att ge dig ut, men antalet per timme ökar ju närmare gryningen du är ute.

Meteorskuren kommer av kometen Tempel-Tuttle. Skuren för med sig stoftkorn på upp till 10mm (c:a 0.5 gram). När de anländer i atmosfären har de en hastighet på 72 km per sekund vilket innebär att det är några av de snabbaste meteorerna under året. Under passagen genom detta tunna stoftmoln beräknas att 12 – 13 ton partiklar ramlar ned.

Bästa sättet att se skuren är helt utan utrustning, liggande i horisontalläge.
Klara skyar!!

13 november – Kunjunktion av jupiter och Venus på morgonhimlen

Dagarna runt den 13 november kommer de båda planeterna Jupiter och Venus att ligga ganska nära varandra på himlen. Som bäst kommer de att ligga den 13 november då båda planeterna kommer ligga så nära varandra som 0,3 grader.

2017-11-13_1
Här ser du Juppe och Venus på uppgång vid
c:a 6.50 den 12, på morgonen, i sydost. Bilden är
från det fantastiska programmet Stellarium
som också finns som app till mobilen.

Det innebär att de kommer kunna ses samtidigt i synfältet på ett litet teleskop. I och med att Venus just nu ligger på bortre sidan av Solen kommer den te sig som ganska liten men nästan full. Den är betydligt ljusstarkare än Juppe, men bara 1/3 av diametern.

2017-11-13_2
Såhär kan det tänkas se ut i okularet med
c:a 80x förstoring. Bild: Stellarium.

Kolla in denna vackra syn på sydosthimlen strax före soluppgången! Du behöver inte teleskop dagarna innan, men den 13 kan en fältkikare behövas då de står lågt och Solljuset tar bort lite av ljuset från dem.

2 november – Mount Wilson-observatoriet 100 år

Eller snarare, 100 år sedan first Light för 100-tums Hooker-teleskopet på Mount Wilson-observatoriet.

Mount Wilson-observatoriet är placerat i Los Angeles, Californien på en 1 740 meter hög topp i San Gabriel-bergen, nära Pasadena. Observatoriet innehåller två viktiga instrument. Dels Hooker-teleskopet med sina 100 tum eller 2,5 meter diameter som var störst i sitt slag när det togs i bruk 1917, samt ett 60-tums teleskop  som var världens största teleskop när det stod klart 1908.

På samma berg finns ett soltorn på 18 meter som 1908 stod redo att observera Solen 1905 samt ett 46 meter högt torn som byggts klart 1912 samt CHARA-teleskopet som var största optiska interferometern år 2004 när den var klar.

100_inch_Hooker_Telescope_900_px
100-tums eller 2,5 meters Hooker-teleskopet.

Observatoriet är en skapelse av George Ellery Hale som innan detta byggt en-meters teleskopet till Yerkes Observatoriet. 100-tums-teleskopet invigdes med “First Light” 1917 och var störst i världen mellan 1917 och 1949. Det är ett av de mest kända optiska teleskopet under 1900-talet. Det var bl.a. det observatorium där Edwin Hubble studerade galaxer. Hans observationer är grunden för den moderna världsbilden med en start som vi idag vet startade för 13,8 miljarder år sedan.

 

30 oktober – Sir Christopher Wrens 385 födelsedag

Sir Christopher Wren är väl mestadels känd för sin arkitektoniska ådra, då han är ansvarig för att ha ritat och uppfört bl.a. 52 kyrkor i London efter den stora branden 1666. Ett av hans mästerstycken är St Paul’s-katedralen som färdigställdes år 1710.

St_Pauls_aerial_(cropped)
En vi över Ludgate Hill och St Paul’s-katedralen.

Vad som kanske inte är lika känt är hans stora intresse för vetenskap. Han var utbildad i Latin samt den aristoteliska vetenskapen, med allt vad det innebär. Han var bl.a. anatomist, astronom, geometriker och matematisk fysiker. Han är också en av de första medlemmarna i den engelska Royal Society som grundades.

RoyalSocMace20040420
The President, Council and Fellows of the Royal
Society of London for Improving Natural Knowledge
eller the Royal Society bildades den 28 november 1660.
På bilden visas den kungliga spira som skänktes
föreningen av Konung Chales II.

Hans arbete var högeligen aktat av Sir Isaac Newton och Blaise Pascal. Robert Hooke lär ha sagt om honom: ”Sedan Archimedes har det sannolikt inte sets i en man sådan perfektion, sådant mekaniskt kunnande och ett sådant filosofiskt sinne.

Bland sina bedrifter byggde Wren en bikupa med transparent sida för vetenskaplig observation av binas liv. Han började observera Månen där han bl.a. uppfann mikrometerokular för teleskop. Hans skalmodell av månen tilldrog sig till och med kunglig beundran varvid han fick presentera den för konungen, Charles II, Han byggde också en skalmodell av ögat, I glas med glaskroppen, pupillens form och näthinnans funktion förklarad. Han var också först med att injicera en vätska I blodomloppet (på en hund).

Han experimenterade med terrest magnetism och hur man med denna kan påvisa longituden genom variationer i magnetfältet. Med detta påvisades hur man med detta och med Månens lägen kunde orientera sig. Han hjälpte till med skapandet av ett 11-meter långt teleskop tillsammans med Sir Paul Meile och han hjälpte till att förbättra mikroskopet vid samma tid. Man finner i hans anteckningar i De corpore saturni, från 1652, observationer av Saturnus och dess underliga uppenbarelse. Men innan dessa hann publiceras hann Christiaan Huygens presentera sina teorier om att utskotten hos Saturnus är ringar utan kontakt med dess yta. Genast insåg Wren att Huygens teorier verkade mer rimliga och bordlade sina egna funderingar tills vidare.

Huygens_Systema_Saturnium
Bild ur Huygens Systema Saturnium, 1659.

Under sin tid som professor på Oxford hann han studera elastiska kollisioner och pendelrörelser, meteorologi, m.m. 1662 uppfann han tipp-regnmätaren där en bägare fylls till en viss nivå innan den tippar och töms för att sedan fyllas igen. Han uppfann också en ”väder-klocka” som kunde registrera temperatur, luftfuktighet, regnmängd och lufttryck.

Wren studerade också optik och beskrev slipningen av koniska linser och utvecklade därmed en matematisk modell för en hyperboloid. Wren tog fram en problembeskrivning som kom att bli bas för Newtons “Principia Mathematica Philosophiae Naturalis “ Han utmanade Hook och Halley att skapa en matematisk teori kring den tänkta kraft som kunde få en planet som rör sig I rak bana förbi Solen och samtidigt falla mot Solen så att den framskrider I en nära cirkelrund bana så som Keppler räknat ut. Halley tog problemen till Isaac Newton som skrev en uppsats på 9 sidor som sedan utvecklades vidare i Principia.

Kanske ett sidospår från de klara skyarna, men kanske ändå något positivt för dig som gillar lite vetenskapshistoria.

25 oktober – Henry Norris Russells 140 födelsedag

Russel var en amerikansk astronom som tillsammans med Ejnar Hertzsprung skapade det för astronomer så kända Hertzsprung-Russel-diagrammet som beskrivet stjärnornas utveckling genom att plotta en stjärnas absoluta ljusstyrka mot dess yttemperatur (eller färg).

Portrait_of_Henry_Norris_Russell
Henry Norris Russell fotograferad 1921.

År 1910 utvecklades HR-diagrammet som en av de första riktigt viktiga pusselbitarna i vår förståelse av stjärnornas utveckling och liv.

HRDiagram
Här ser vi stjärnor markerade utifrån deras
ljusstyrka och temperatur. På vänstersidan
ser vi ljusstyrkor från en hundratusendels
solljusstyrka upp till c:a 100 000 gånger
solens ljusstyrka. Upptill ser vi temperaturer
från c:a 700 grader (höger) till 30 000 grader
(vänster).

När vi gör ett diagram över tillräckligt många stjärnor så upptäcker vi att det bildas en vågig linje från heta och ljusstarka stjärnor (uppe till vänster) ned till svala och ljussvaga stjärnor (nere till höger). Denna linje kallar vi för huvudserien och den visar stjärnor av olika massa där de tillbringar huvuddelen av sina liv.

Därutöver finner vi jättar och superjättar (ovanför huvudserien) som förbränt det mesta av sitt väte och börjar förbränna helium, senare kol, kväve och syre och allt tyngre ämnen upp till järn. De stjärnor som lyckas bilda järn bildar en kärna av järn stor som Jorden. Därefter kollapsar den och stjärnan exploderar av värmeutvecklingen i vad vi kallar en supernova. Kvar blir antingen en neutronstjärna eller ett svart hål.

Under huvudserien finner vi det som blir över av Sol-lika stjärnor. Vi kallar dessa vita dvärgar. Små gasklot stora som Jorden som förbränt allt sitt bränsle och sakta svalnar.

HR-diagram kan också göras för stjärnhopar. Ett sådant diagram kommer att visa hur stora stjärnor som fortfarande befinner sig på huvudserien. Om det finns kvar väldigt heta stjärnor är det sannolikt en ung hop. Är alla de hetaste stjärnorna slut så har hopen sannolikt uppnått en högre ålder.

Open_cluster_HR_diagram_ages
Här ser vi ett diagram för hoparna M67 och NGC188.
Hoparnas diagram skiljer sig lite. M67 som svänger av
från huvudserien lite högre i HR-diagrammet
och har kvar hetare stjärnor än NGC188
och måste således vara lite yngre.

Senare I livet, 1923 utvecklade Russel tillsammans med Frederick Saunders det som kallas LS-koppling. För atomer med atomnummer under 30 kan elektronernas totala spinn, S, kopplas samman samtidigt som deras totala orbital-rörelsemängd, L, kan kopplas samman till ett totalt rörelsemängdsmoment J

L + S = J

Det kallas LS-koppling.

Be mig inte förklara det närmare. Jag satt och räknade på sådant en gång i tiden, men det var nog innan millennieskiftet, och inte mycket av detta sitter kvar idag. Men snacka om klok snubbe.

Så… har du inget annat och fira så kan du i alla fall fira Russels 140 födelsedag!