Ny artikel om røde kæmpestjerner bygger på specialeopgave fra IFA-studerende. Titlen er: Establishing the accuracy of asteroseismic mass and radius estimates of giant stars. II. Revised stellar masses and radii for KIC 8430105

Inden for astronomi har specielt én metode til studiet af stjerner vist sig at være lidt af et mirakelmiddel. Den kaldes asteroseismologi, og den gør det ved at give adgang til information fra stjerner som ikke tidligere har kunnet måles. Som geofysiker bruger man seismik, lydbølger, til at bestemme hvordan jordlagene ser ud under overfladen. Tilsvarende viser det sig at svingninger i nogle stjerner kan måles på afstand og bruges til at udtrække information om stjernernes indre.

Ét igangværende initiativ er at anvende asteroseismologi til, på stor skala, at bestemme alderen af røde kæmpestjerner i vores egen galakse, mælkevejen. Dette er lysstærke stjerner, hvilket gør dem idelle stedfortrædere til at studere deres naboområder af mælkevejen i detalje. Udfordringen ligger så i, at de værktøjer vi har til rådighed bygger på detaljerede studier af svingninger i Solen, som ikke er en rød kæmpe. Det viser sig desværre at der er målbar og kategorisk forskel mellem de forudsigelser af en rød kæmpes masse, radius og alder som man får med asteroseismologi, og virkeligheden.

Med Jeppes speciale tager vi et skridt tættere på at tilpasse den Sol-baserede asteroseismologi til at kunne bruges på røde kæmper. Jeppe har studeret en rød kæmpe i et binært stjernesystem, KIC 8430105, sammen med en lille “almindelig” stjerne. Ved at måle lysstyrken af stjernesystemet over tid med Kepler satellitten var det muligt at observere at de to stjerner periodisk formørker hinanden. Dette gav et mål for de to stjerners størrelsesforhold. Og ved hjælp af spektrografmålinger fra FIES instrumentet ved Nordisk Optisk Teleskop på La Palma kunne de to stjerners banebevægelse omkring hinanden bestemmes, hvilket udfra Keplers 3. lov gav deres masseforhold. Ved at samle de to observationer var det muligt at få begge stjerners masse og radius. Og da man kan udvinde masse og radius af den røde kæmpe gennem asteroseismologi, så gav det mulighed for direkte sammenligning.

Karsten Brogaard, der var Jeppes projektvejleder, lavede et lignende studie af tre andre stjernesystemer i 2018. Og sideløbende med at Jeppe arbejdede med sit speciale samarbejdede Karsten med en studiegruppe af bachelorstuderende om at undersøge et system med to røde kæmper i. Dette betyder at vi fra Aarhus Universitets side nu er oppe på 6 røde kæmper. I takt med at vi får lavet denne sammenligning for flere systemer, så kan vi tilpasse de asteroseismiske metoder så de for alvor kan tages i brug i stor stil til disse stjerner.

Artiklen er offentliggjort i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, og den kan findes her.