Hvor runde er stjerner? – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Astrofysik > Hvor runde er stjerner?

30. januar 2013

Hvor runde er stjerner?

Hej Spørg om fysik
Hvis stjerner indskrives i kuglekonstruktioner, er der så forskel på hvor perfekt runde de er? Indskrives f.eks. Beltegeuse, kæmpestjernen, i et koordinatsystem og sammenlignes med Solen også indskrevet i et koordinatsystem, er der så forskel på, hvor ret vinklen er mellem det cirkulære plan ved ækvator og aksen fra pol til pol.

Og er kæmpestjerner generelt mere perfekte runde kugler end mindre stjerner som f.eks. Solen?

Med Venlig Hilsen
R J

Der er bestemt forskel på, hvor perfekt runde stjerner er, selv om de nu alligevel er ret runde. Excentriciteten af en stjerne, altså hvor meget den afviger fra at være rund, kommer (primært) af, at alle stjerner roterer.

Rotationen giver anledning til en centrifugalkraft, der modvirker tyngdekraften lidt ved stjernens ækvator, sådan at den ikke trækker stjerner helt så meget sammen ved ækvator som ved polerne. 

Solen

Stjerner dannes ud af en stor gassky, der altid vil have lidt rotation. Når stoffet kollapser, øges rotationshastigheden (som hvis du drejer rundt på en kontorstol med armene ude, og så tager armene ind – så vil du også dreje hurtigere rundt). I tekniske termer siger vi, at impulsmomentet, der er [masse] X [hastighed] X [afstand fra centrum], er bevaret. Fordi store stjerner har mere masse, med mere impulsmoment, ender de typisk også med at rotere hurtigere, selvom der er variationer. 

Det vil sige at store stjerner generelt er mere excentriske end små [indsæt selv joke her om filmstjerner, etc. ] I Betelgeuses tilfælde er rotationshastigheden dog ret lille, da dens enorme størrelse skyldes, at den er svulmet op, fordi den er ved at løbe tør for brændstof. 

Betelgeuse

Hvis en stjerne ligger helt alene, er vinklen mellem ækvatorialplanen og rotationsaksen altid 90º, Uanset  størrelsen. Er stjernen er en del af et dobbelt-(eller trippel- /kvadrupel- stjernesystem, hvilket mange stjerner er), kan tidekræfterne fra den anden stjerne "forvride" dette. Generelt vil stjernernes rotaionsplan og deres omdrejningsplan om hinanden falde nogenlunde sammen, men ikke nødvendigvis helt, og så vil tyngdekraften fra kompagnon-stjernen trække lidt skævt i forhold til stjernens "egen" rotationsskabte excentricitet, sådan at stjernen bliver lidt aflang i retningen mod den anden stjerne, altså med en vinkel ift. rotationsaksen der er mindre end 90º.

Håber det var svar nok.

Bedste hilsener
Peter Laursen