Vinder af Videnskabens top 5: Stjerneskælv afslører nyt om stjernernes indre
Om rundt regnet fem milliarder år vil Solen svulme op og blive til en rød kæmpe og i den forbindelse opsluge de indre planeter i solsystemet, herunder Jorden.
Solen vil efterhånden have forbrændt så meget hydrogen og dannet så meget helium i den proces, at forbrændingen i den røde kæmpe først vil foregå i en skal af hydrogen uden om centrum for på et tidspunkt at skifte til forbrænding af helium i centrum under dannelse af endnu tungere grundstoffer.
Ser man på røde kæmper andre steder i Mælkevejen kan det umiddelbart være svært at vurdere, om de stadig forbrænder hydrogen, eller om de fuldstændigt er overgået til at forbrænde helium.
Nu er det lykkedes en lang række forskere ved hjælp af asteroseismiske teknikker og målinger med Nasas Kepler-satellit at dissekere de røde kæmper og derved kaste nyt lys på forudsigelser af stjernernes udvikling, som ikke hidtil har kunnet observeres.
To danske forskere har haft en helt central rolle i disse undersøgelser, nemlig professor Jørgen Christensen-Dalsgaard og lektor Hans Kjeldsen - godt hjulpet af en lang række øvrige forskere på Aarhus Universitet. De har efter Ingeniørens opfattelse udført det bedste danske forskningsresultat inden for teknik og naturvidenskab i 2011.
Direkte henvendelse fra Nasa
Nasa henvendte sig for år tilbage direkte til de to danske forskere, som er verdens førende inden for asteroseismologi, og bad dem om at analysere data fra Kepler-satellitten.
De to danske forskere kunne se, at opgaven var enorm, så de tog initiativ til at oprette et Kepler Asteroseismic Science Consortium med 500 forskere fra hele verden, som ledes fra Aarhus Universitet.
»Kun gennem et åbent samspil har vi nået vore resultater,« siger Hans Kjeldsen, der dog heller ikke lægger skjul på, at havde det ikke været for Aarhus Universitet, var dette internationale samarbejde slet ikke kommet i stand.
Asteroseismologi udspringer af helioseismologi, som er studiet af rystelser i Solen. Helioseismologi tager sin begyndelse i den amerikanske fysiker Robert Leightons målinger af Solens overflade i begyndelsen af 1960'erne med et selvudviklet kamera, der kunne måle Doppler-skift og dermed hastighed af Solens lys.
Robert Leighton kunne konstatere, at Solen regelmæssigt pulserede ind og ud i løbet af ca. fem minutter. Jørgen Christensen-Dalsgaard blev som ung forsker i 1970'erne involveret i studier af de bølger, som opstår i Solen i forbindelse med pulsene, og som er analoge til de seismiske bølger i Jorden i forbindelse med jordskælv.
Jørgen Christensen-Dalsgaard har ydet mange bidrag til helioseismologien, og han var en af de allerførste forskere, der også spekulerede i studere andre stjerner end Solen på tilsvarende vis - et område, som han var med til navngive asteroseismologi.
Satellitter giver ny viden
Det er ikke ny viden, at stjerner pulserer. Der findes en kendt type af meget regelmæssigt pulserende stjerner kaldet cepheiderne. De har fået navn efter stjernen Delta Cephei, der blev opdaget i 1784 af den kun 20 år gamle amatørastronom John Goodricke, som i øvrigt døde cirka halvandet år efter sin opdagelse kun 21 år gammel.
Det er dog først med satellitmissioner det seneste tiår, at asteroseismologien for alvor har fået luft under vingerne. Forskerne har bl.a. haft glæde af den canadiske satellit MOST (Microvariability and Oscillations of Stars), opsendt i 2003, og Corot (Convection Rotation et Transits planétaires), opsendt af det franske rumagentur CNES i samarbejde med ESA i 2006, og senest af Nasa-satellitten Kepler, opsendt i 2009.
Kepler har som sit primære formål at finde jordlignende satellitter i kredsløb om andre stjerner, men den er også uhyre velegnet til asteroseismologi.
»Datamængden og -kvaliteten fra Kepler har revolutioneret hele området. Vi er i realiteten begyndt helt forfra,« siger Hans Kjeldsen.
Nasa afholdt allerede i 2010 en pressekonference om de første asteroseismologiske resultater fra Kepler. Den blev afholdt på Aarhus Universitet og understregede dermed betydningen af de danske forskeres bidrag til det internationale samarbejde.
Det er dog først i år, at videnskabelige artikler er blevet offentliggjort, efter at de havde været gennem forskningens kvalitetsikringssystem i form af peer-review, hvor fagfæller siger god for seriøsiteten af forskningen. Det skete med én artikel i Nature 31. marts og tre artikler i Science 8. april. Jørgen Christensen-Dalsgaard og Hans Kjeldsen var medforfattere på alle fire artikler.
»Flere artikler er på vej,« fortæller Hans Kjeldsen, der også ser frem til, at Kepler forhåbentlig kan fange en rød kæmpe i et såkaldt helium-glimt - en enorm energiudladning, der sker i løbet af en dags tid.
»Vi havde aldrig troet, at det ville blive muligt at teste vore teoretiske modeller på dette område. Men det ser nu til at kunne lykkes,« siger han.
Dansk satellit røg i vasken
Der kunne også have været en dansk stjerneskælvssatellit. For ti år siden forelå der detaljerede planer om at opsende en satellit, der allerede var navngivet Rømer, bl.a. til at studere asterosesimologi.
Rømer-projektet, der var tænkt som en efterfølger til Ørsted-satellitten, afgik dog ved døden i slutningen af 2002, da daværende videnskabsminister Helge Sander (V) afviste at finde de 88 millioner kroner, der kunne have reddet projektet.
Den danske forskning inden for asteroseismologi fortsatte dog ufortrødent og nåede sit foreløbige højdepunkt i år. Jørgen Christensen-Dalgaard og Hans Kjeldsen har vist sig som stjerneforskere i mere end én betydning. Videnskabens Top 5 er inspireret af 'Breakthrough of the Year', som udpeges af det amerikanske tidsskrift Science.Sådan har vi gjort
Ingeniørens redaktion **har på tilsvarende vis siden 2004 årligt udpeget én vinder inden for dansk naturvidenskabelig og teknisk forskning og haft fire med i opløbet.
**Det eneste krav er, at forskningen er udført af forskere i Danmark - eventuelt som del af en større international forskergruppe - og at der er offentliggjort en peer-reviewed videnskabelig artikel inden udgangen af oktober 2011.
Dokumentation
