2019-09-30 Karaktärisera exoplaneter med CHEOPS

Alexis Brandeker

Alexis Brandeker är docent i astronomi vid Stockholms universitet men också STAR-medlem sedan många år. Hans mest aktiva tid i föreningen ligger några årtionden tillbaka, men trogna läsare av STELLA erinrar sig kanske några artiklar med avancerat matematiskt innehåll från hans penna.

I måndags besökte Alexis Magnethuset igen och höll ett föredrag om CHEOPS, ett europeiskt satellitprojekt till vars förberedelsearbete han själv bidragit. CHEOPS-satelliten, med en längd på 1,3 meter och vikt 280 kg, medför ett spegelteleskop (typ: Ritchey–Chrétien) med 30 cm öppning och ett kamerachip på 1024×1024 kvadratiska 13 mikrometers-pixlar. Uppskjutningen med en rysk Soyuzraket är bestämd till den 17 december i år från rymdbasen i Kourou i Franska Guyana. Huvuduppgiften för satellitteleskopet blir att från sin bana på 70 mils höjd med omloppstid 90 min med högsta precision under lång tid följa ljusstyrkevariationerna hos närbelägna stjärnor som har befunnits hysa exoplaneter. Från ljuskurvans utseende under den tid en exoplanet passerar framför och något skymmer moderstjärnan kan man sedan sluta sig till planetens radie, vilket är det primära målet för denna s.k. ”passagemetod”. Väljer man dessutom sådana objekt vars massa tidigare bestämts med den s.k. ”radialhastighetsmetoden” (baserad på uppmätta dopplerförskjutningar i stjärnans spektrum som följer av att exoplaneten fått den att ”vagga”) blir det möjligt att uppskatta planetens täthet. Därmed kan den klassas som t.ex. ”gasjätte” eller ”stenplanet”. Passagen ger också upplysning om banelement som radie, omloppstid och inklination (lutning). Sammantaget skall informationen bidra till förståelse om hur planeterna bildats.

Från den första verifierade upptäckten 1995 har man i dag hittat över 4000 exoplaneter. Rymdteleskop som Kepler och TESS har haft stor roll i inventeringen. CHEOPS kommer att ta vid efter sina föregångare, men koncentrera sig på ett urval av lämpliga objekt i syfte att få data av högsta kvalitét med passagemetoden. Det ställer krav på teleskop och fotometer. Som exempel skall kamerachippets temperatur hållas vid -40oC med variationer inom +/- 10 mK.

Det svenska bidraget till CHEOPS-projektet gällde i första hand mjukvaruutveckling: en dataflödessimulator och en ”Interactive Data Extractor”. Satelliten och kameran skall förhoppningsvis hålla och leverera data i åtminstone fem år. Slutet kommer när CCD-chippet blir alltför strålskadat. Informationen från CHEOPS kommer att ligga till grund för kommande satellitteleskop som NASAs James Webb i valet av objekt för t.ex. studier av exoplaneternas atmosfärer.

Text: Bertil Forslund

 

2019-09-28 Astronomins Dag Och Natt (ADON)

STAR tog del i det landsomfattande evenemanget, nu som under tidigare år, och ställde upp med föredrag och teleskopdemonstration för allmänheten. Bland funktionärerna som gjort förberedelser i Magnethuset och därefter från kl. 18 skötte försäljning av kaffe med tilltugg, syntes bl.a. Oscar Zanetta, Hans-Erik Barner, Anton Vannesjö och Håkan Lundberg. Efter kl. 21 och mörkrets inbrott bjöds allmänheten i mindre grupper upp till kupolen. Där fanns Gunnar Lövsund, Bernt Balkh och Gunnar Bokhagen redo att demonstrera vårt stora teleskop och berätta om hur det används.

Dessförinnan, med start vid 18-tiden, höll Nils-Erik Olsson en dubbelföreläsning betitlad ”Vårt gåtfulla Universum”. Han inledde med ett historiskt perspektiv på astronomi och Universums utforskning, från forntida stjärnskådning till hur så småningom Solen sattes i centrum av Kopernicus och efterföljare. Vidare en genomgång av teleskopens utveckling från Galileis och Newtons enkla kikare till dagens jätteinterferometer på Cerro Paranal med sin adaptiva optik, samt förstås rymdteleskopen. Så följde en presentation av mer eller mindre lättobserverade rymdobjekt som stjärnor, planeter, asteroider, kometer, galaxer och svarta hål.

Avslutningsvis ställdes åhörarna inför några av Världsalltets gåtor:

  • Finns det liv på andra planeter?
  • Eftersom bara 4 % av Universums totala massa är känd, i form av stjärnor, planeter och interstellär gas, vad är då resten? 23 % har beräknats vara osynlig s.k. ”mörk materia”(?). Resterande 73 % benämns t.v. ”mörk energi”(??).
  • Hur stort är egentligen Universum?
  • Kan det samtidigt existera flera parallella Universa?

Måndagsvädret var mulet och småregnigt, d.v.s. inte särskilt inbjudande för personer som önskade få se stjärnhimlen genom STARs teleskop. Besökarantalet blev därför relativt lågt denna gång -knappt 50. Ändå räckte det till några grupper, som slussades upp i kupolen för visning av vår Schmidt-Cassegrain reflektor, och faktiskt höll regnet upp vid några tillfällen tillräckligt länge för demonstration av optiken.

Text: Bertil Forslund

 

2019-05-27 Vårfest

En ordentlig grillfest avslutade säsongen. Olika sorters korv med tillbehör, som potatissallad och grönsaker, avnjöts i den nyrenoverade klubblokalen. Det gråa litet kyliga vädret fick deltagarna tänka bort och istället frammana minnen av vinterns och vårens stjärnklara observationsnätter.

Ordförande Katarina spelade en huvudroll, både vid dukning/servering och som presentatös av quizzet med tolv tipsfrågor, huvudsakligen på temat astronomi. Konstruktös var Barbro Lundström. Vinnare blev Bengt Rutersten. Hans 1:a pris – en chokladkartong – fick gå laget runt bland deltagarna för avsmakning.

Text: Bertil Forslund

2019-05-06 Supernovarester, lämningar efter exploderande stjärnor och vad de kan används till inom dagens astrofysik

Claes-Ingvar Björnsson
Foto: G Lövsund

Kvällens föredragshållare, astronomiprofessor Claes-Ingvar Björnsson vid Stockholms universitet, har i sin forskning särskilt intresserat sig för rester efter supernovor, d.v.s. massiva stjärnor som avslutat sina liv med en kosmisk explosion. Han kunde därför illustrera sin framställning med några kända exempel på supernovarester, bl.a. Cassiopeia A och SN1993J i M81 – vackra foton med hög upplösning, de flesta tagna med rymdteleskop. Färgerna var visserligen ”falska”, men visade tydligt förekomst och utbredning av olika sorters strålning efter explosionen, i radio- och röntgenområdena såväl som vid det synliga ljusets våglängder. Med dagens teknik har man i flera fall kunnat konstruera kompletta ljuskurvor över hela våglängdsområdet, vilka ger trovärdiga uppgifter om temperaturen i mätpunkterna. Supernovaprofilerna är som regel runda, vilket vi kan vänta oss av ett sfärisk symmetriskt explosionsförlopp, men genomkorsas delvis av filament, som förstås inbjuder till intressanta tolkningsförslag.

Tycho
Foto: NASA

En påfallande detalj som syntes på de flesta supernovaprofilerna var smala, ringformade band – ofta i par och koncentriska. Den yttre ringen, som så gott som omsluter supernovaresterna, tros visa det utkastade materialets (”ejektats”) växelverkan med det omgivande interstellära mediet. Den inre ringen visar kanske hur chockvågen når och reagerar med tidigare från stjärnan utkastat material. Känner man avståndet till novan kan man ur vågfrontens fortplantningshastighet beräkna tätheten på det cirkumstellära molnet medan konstaterade hastighetsförändringar med tiden ger upplysning om täthetsvariationer inom molnet.

Ett flöde av relativistiska partiklar, alltså sådana som rör sig med hastigheter uppemot ljusets, tycks också vara karaktäristiskt för supernovamoln. Det visar ju bl.a. den uppmätta synkrotronstrålningen. Vilka mekanismerna bakom partiklarnas acceleration är kan man ju fundera över. Två förslag som diskuterats är:

  1. Partiklarna diffunderar fram och tillbaka över en chock (”studsar” mellan två fronter?)
  2. Partiklarna ökar sin energi genom att växelverka med ett turbulent magnetiskt fält, som vi förstår genereras omkring supernovan.

Det vore naturligtvis bra med nya studieobjekt, gärna i Vintergatan och lagom långt borta. Den senast observerade supernovan i vår galax var Keplers stjärna år 1604 i Ormbäraren.

Text: Bertil Forslund

2019-04-29 Astrofotokväll

De foton som visades den här kvällen projicerades på en ny filmduk. Alla bilder blev dock inte riktigt så bra som det var tänkt, vilket senare visade sig bero på projektorns inställningar. Först ut på plan var Bernt Balkh som varit på resa till Indonesien och intresserat sig för astronomi och maritim kultur där. En inspelning med ljud från grodor och cikador i natten gav ytterligare känsla för den miljö som bilderna visade.

Håkan Lundberg hade fotat från sin stuga på Öland: Cigarrgalaxen M82, Ugglenebulosan M97, galaxen M109 och Pacmannebulosan NGC891.

Anton Vannesjö hade varit ute på ett riktigt äventyr vid en vintrig observationsutflykt med Roger Wallberg och Pablo Vallejos. Deras bil hade hamnat i diket och fick bärgas med stort besvär. Ett bildspel visade det hela. Några bilder på galaxerna M81 och M82 blev det i alla fall.

Katarina Art visade som hon sa: ingenting. Hon och maken Jan hade provat ett nytt solfilter. Solen på hennes bild var dock helt blank, inga solfläckar.

Gunnar Lövsund visade några bilder tagna från sitt hus i Handen: ett par kometer utan synlig svans, klothoparna M13 och M92, galaxen M51 och nebulosan IC405.

Text: Gunnar Lövsund