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

2019-04-15 Fusionsenergi – Kan vi skapa en stjärna på Jorden?

Pablo Vallejos

Det ville STAR-medlemmen Pablo Vallejos (tillika doktorand på KTH, Fusionsplasmafysik) få oss att fundera på med sitt föredrag på måndagskvällen. Merparten av den energi som är tillgänglig här på Jorden härrör från Solen, men många av de sätt vi försöker utnyttja den på, som i vind- och vågkraftverk, är relativt ineffektiva och kostsamma samt behäftade med dåliga lagringsmöjligheter. Förbränning av fossila bränslen ger utsläpp som i längden skadar klimatet irreversibelt och fission – d.v.s. sönderdelning – av radioaktiva ämnen som Uran i dagens kärnkraftverk är förenad med stora risker i drift samt vid hantering och förvaring av restprodukterna.

Den energi som upprätthåller temperatur och reaktivitet i Solen skapas i stjärnans inre, vid c:a 15 miljoner grader, framför allt genom fusion (sammanslagning) av vätekärnor (protoner, 1H) till heliumkärnor (4He) i ett s.k. plasma. Denna proton-proton-process, som förmodas ske i några steg, innebär totalt också en förlust av massa (m). Mycket av överskottsenergin som motsvarar massförlusten enligt sambandet
E = m.c2 (c = ljushastigheten) transporteras via energirika partiklar, som reagerar på vägen, till solytan (fotosfären, knappt 6000 grader) varifrån de ljusets fotoner skickas ut som slutligen når Jorden och värmer oss.

Det vore ju mumma om vi här på Jorden i mindre skala kunde härma Solen och frigöra energi med en kontrollerad fusionsprocess som använder relativt billigt bränsle och som inte lämnar farliga restprodukter. Pablo nämnde några pågående och planerade testprojekt världen runt, som JET i England, ITER i Frankrike, ASDEX i Tyskland och NSTX i USA. Det går förstås inte att enkelt reproducera betingelserna i Solens centrum, där den enorma gravitationen håller alla partiklar på plats och tillgängliga för fusion i flera miljarder år framöver. Till detta ändamål utnyttjas i de ovannämnda anläggningarna en s.k. tokamak, d.v.s. en ringformad spole runt vilken elektrisk ström matas och inducerar ett magnetfält som förmår hålla bränslet på plats tillräckligt länge för effektiv fusion i plasmat. För att få tillräcklig verkningsgrad tror man att temperaturen i sådana artificiella ministjärnor måste trissas upp över 100 miljoner grader, åtminstone temporärt. Det innebär förstås en väldig teknisk utmaning, och för att målet skall nås måste de senaste erfarenheterna på områdena material-, vakuum- och supraledarteknologi utnyttjas – och troligen flera ännu inte gjorda innovationer. Optimister bland de ledande fusionsenergiförespråkarna tror ändå att en pilotanläggning av typen ITER skulle kunna vara operativ år 2030 och leverera ett energiöverskott. Som bränsle tänker man sig använda en blandning av väteisotoperna deuterium (2H) och tritium (3H), som sprutas in i tokamaken för att fusioneras till 4He och neutroner. Överskottsvärmet absorberas av ett lämpligt medium – kanske en metallsmälta – och transformeras därifrån till andra energiformer. Deuterium förekommer i låg halt i vanligt havsvatten, ur vilket det kan utvinnas. Tritium däremot måste framställas separat, t.ex. genom neutronbombardemang av litium enligt:                  

6Li + n  →  4He + 3H.

För en närmare förklaring av atomsymboler och beteckningar som ovanstående, se t.ex. STELLA, nr. 3 – 2018 sid. 12 – 14.

Text: Bertil Forslund
Foto: Gunnar Lövsund

2019-04-08 Astroloppis

Som det berättades om i förra numret av Stella så skulle Magnethuset renoveras och därför var vi tvungna att inventera och packa ner våra prylar för magasinering ett tag. En hel del kunde dock gå till den loppis vi hade i Magnethuset denna kväll. Borden blev ganska välfyllda med böcker, tidningar, optik, kameror och teleskop. Förhållandevis många besökare var intresserade men ändå blev det mycket att köra bort efteråt. Vårt gamla LX200-teleskop gav dock en hyfsad slant till STARs kassa. Den nöjde köparen tog det under armen och skulle åka T-bana hem. Hoppas det gick bra.

Text och foto: Gunnar Lövsund


2019-02-18 Årsmöte

Årsmötet genomfördes i god ordning. Det leddes av tf ordförande Katarina Art. 2018 års ekonomiska resultat blev ett plus på 11 233,88 kr, mycket beroende på att Stella nr 3-2018 skulle betalas först i januari 2019. Revisorerna tillstyrkte ansvarsfrihet för styrelsen vilket stämman röstade för.

Till ny ordförande valdes Katarina Art och till nya styrelseledamöter valdes Oscar Zanetta och Anton Vannesjö. Revisorerna Håkan Holmbeck och Johnny Rönnberg fick fortsatt förtroende. Till valberedning återvaldes Hans-Eric Barner och Bernt Balkh.

Styrelsen för 2019 ser då ut på följande sätt:

OrdförandeVice ordförandeSekreterareKassörLedamotLedamotLedamotLedamot
Katarina ArtPeter MattissonMats MattssonGunnar LövsundGöte FlodqvistHåkan LundbergAnton VannesjöOscar Zanetta
2 år2 år1 år1 år2 år2 år2 år2 år

 

Medlemsavgiften för 2020 beslöts att höjas till 180 kr för fullbetalande och kvarstå med 100 kr för ungdomar under 26 år. Verksamhetsberättelse och årsmötesprotokoll finns tillgängliga på hemsidan.
Vid årets slut 2018 var vi 289 medlemmar.

Text: Gunnar Lövsund