Særlig stjerne er en Rosetta-sten for at forstå solens variation og klimaeffekt

Pletterne på overfladen på solen kommer og går med en 11-årig periodicitet kendt som solcyklussen. Solens cyklus drives af soldynamoen, som er et samspil mellem magnetiske felter, konvektion og rotation. Imidlertid, vores forståelse af den fysik, der ligger til grund for soldynamoen, er langt fra fuldstændig. Et eksempel er det såkaldte Maunder Minimum, en periode i det 17. århundrede, hvor pletter næsten forsvandt fra solens overflade i en periode på over 50 år.

Nu, et stort internationalt hold ledet af Christoffer Karoff fra Aarhus Universitet har fundet en stjerne, der kan kaste lys over den fysik, der ligger til grund for soldynamoen. Stjernen er placeret 120 lysår væk i stjernebilledet Cygnus, og på overfladen, det ligner solen. Den har samme masse, radius og alder – men stjernens kemiske sammensætning er meget forskellig. Den består af omkring dobbelt så mange tunge elementer som i solen.

Holdet har haft held med at kombinere observationer fra Kepler-rumfartøjet med jordbaserede observationer, der går så langt tilbage som 1978, derved rekonstruerer en 7,4-årig cyklus i denne stjerne. "Den unikke kombination af en stjerne næsten identisk med solen, bortset fra den kemiske sammensætning, med en cyklus, der er blevet observeret fra både Kepler-rumfartøjet og fra jorden, gør denne stjerne til en Rosetta-sten til studiet af stjernedynamoer, " forklarer Karoff.

Tunge elementer gør stjernen mere variabel

Ved at kombinere fotometri, spektroskopiske og asteroseismiske data, holdet indsamlede det mest detaljerede sæt observationer for en sollignende cyklus i enhver anden stjerne end solen. Observationerne afslørede, at amplituden af ​​cyklussen set i stjernens magnetfelt er mere end dobbelt så stærk som hvad der ses på solen, og cyklussen er endnu stærkere i synligt lys.

Dette gjorde det muligt for holdet at konkludere, at flere tunge elementer gør en stærkere cyklus. Baseret på modeller af fysikken, der finder sted i det dybe indre og stjernens atmosfære, holdet var også i stand til at foreslå en forklaring på den stærkere cyklus. Rent faktisk, de kom med en todelt forklaring. Først, de tunge elementer gør stjernen mere uigennemsigtig, som ændrer energitransporten dybt inde i stjernen fra stråling til konvektion. Dette gør dynamoen stærkere, påvirker både amplituden af ​​variabiliteten i magnetfeltet og rotationsmønsteret nær overfladen. Sidstnævnte effekt blev også målt. Sekund, de tunge grundstoffer påvirker processerne på overfladen og i stjernens atmosfære. Specifikt, kontrasten mellem diffuse lyse områder kaldet faculae og den stille solbaggrund øges, når blandingen af ​​tunge elementer øges. Dette gør den cykliske fotometriske variabilitet af stjernen stærkere.

Kan hjælpe os med at forstå, hvordan solen påvirker vores klima

Den nye undersøgelse kan hjælpe os med at forstå, hvordan solens indstråling har ændret sig over tid, hvilket sandsynligvis vil have en effekt på vores klima. Generelt lægges der særlig vægt på Maunder Minimum, som faldt sammen med en periode med relativt koldt klima, især i Nordeuropa. De nye målinger udgør en vigtig begrænsning for modellerne, der forsøger at forklare solens svage aktivitet og mulige reducerede lysstyrke under Maunder-minimum.