Tvillingene – blåst ut av Argos mast

Av Birger Andresen (Fra Corona nr. 4/00)

Stjernebildet Tvillingene (Gemini) er først og fremst kjent for sine to hovedstjerner; Castor, som er en flott dobbeltstjerne, og Pollux. Men Tvillingene inneholder også noen andre interessante objekter som f.eks. U Geminorum (variabel stjerne av typen dvergnova), Eskimotåken (planetarisk tåke) og M35 (åpen hop). De to første av disse objektene krever relativt store teleskoper. Artikkelen gir en kort beskrivelse av dvergnovaer.

Tvillingene og Argonautene

I følge gresk mytologi hadde Jason tatt på seg den farlige oppgaven med å bringe skinnet av den gyldne væren tilbake til Hellas fra landflyktighet. Skinnet ble voktet av en farlig drake. Tvillingene Castor og Pollux var blant de mange som reiste i skipet Argo sammen med Jason til Svartehavet. Mannskapet er kjent som Argonautene. Historien om Argonautenes eventyr er altfor langt til å tas med her i sin helhet. Jeg skal kun nøye meg med å fortelle at Gudene sendte to flammer opp mot himmelen fra Argos mast når Castor og Pollux gikk om bord igjen på Argo etter et besøk på øya Samothrake. Dette gjorde Gudene for å tenne to stjerner som bar tvillingenes navn, og som skulle hjelpe sjøfarere til å navigere om natta. Skipet Argo finner man for øvrig på den sørlige himmelen som stjernebildene Kjølen (Carina), Seilet (Vela) og Bakstavnen (Puppis). Væren med det gyldne skinnet er gjort udødelig på himmelen gjennom stjernebildet Væren (Aries). Historien om Argonautene kan leses i sin helhet i del 2 av Maj Samzelius’ Helter og Monstre på Himmelhvelvingen som finnes f.eks. på Trondheim Folkebibliotek.

Tvillingene i Dyrekretsen

Vi finner Tvillingene ved å følge en rett linje gjennom stjernene øverst til venstre (d Ursa Majoris) og nederst til høyre (b Ursa Majoris) i firkanten i Karlsvogna. Vi kommer da til Castor ca. 4½ ganger avstanden mellom d og b Ursa Majoris regnet fra b Ursa Majoris som vist på denne figuren.

Tvillingene (Gemini) er et av stjernebildene i Dyrekretsen som er de stjernebildene som sola passer gjennom sett fra jorda i løpet av året. Sola kommer inn i Tvillingene fra Tyren 21. juni og krysser grensen til Krepsen på vei ut igjen 20. juli. Dette stemmer altså dårlig med astrologiens definisjoner hvor folk født i perioden 22. mai til 21. juni sies å være født i Tvillingenes tegn. Men dette blir litt forvirrende fordi sola faktisk står i Tyren fra 14. mai til 21. juni. Astrologiens definisjoner stemte derimot rimelig bra med virkeligheten for ca. 2000 år siden. Årsaken til dagens avvik er at jorda ikke er en perfekt kule og at sola og månen ikke beveger seg eksakt i jordas ekvatorplan. Tyngdekraften fra sola og månen gjør da at jordaksen beskriver en stor sirkel på himmelen i løpet av ca. 26 000 år. Faktisk blir Vega i Lyren vår polstjerne om ca. 13 000 år. Jordaksens bevegelse kalles Presesjon, og gjør at Tvillingene og andre stjernebilder nå er 360° * (2 000 / 26 000) = 27.7° lengre vest enn for 2000 år siden. Dette tilsvarer en forskyvning på ca. ett stjernebilde pr. 2000 år.

Sterke og interessante stjerner i Tvillingene

Castor (a , 1.58 mag.) er i følge Burnham’s Celestial Handbook den 23. sterkeste stjernen på himmelen. Avstanden er 51.6 lysår i følge SkyMap Pro 6. Castor er en av de flotteste dobbeltstjernene for moderat store stjernekikkerter. Den var det første tilfellet der det ble påvist at to stjerner, Castor A og Castor B, faktisk beveget seg rundt et felles tyngdepunkt. Castor A har lysstyrke 1.99 mag, mens Castor B har lysstyrke 2.85 mag. Samlet gir dette 1.58 mag. Se egen artikkel i dette nummer av Corona om beregning av samlet lysstyrke for flere stjerner som står så tett at de oppfattes som et objekt.

 

Avstanden mellom Castor A og B varierer over en periode på ca. 400 år fra maksimum 6.5 buesekunder i 1880 til minimum 1.8 buesekunder i 1965 som vist på denne figuren fra Burnham’s Celestial Handbook.

Det finnes også en tredje komponent, Castor C, som er fysisk bundet til de to andre i et felles system. Lysstyrken til denne varierer fra 9.1 til 9.6 mag. fordi to stjerner formørker hverandre. Faktisk er også både Castor A og Castor B dobbeltstjerner slik at Castor-systemet består av minst seks stjerner som beveger seg tett rundt hverandre parvis og rundt et felles tyngdepunkt. Også i Castor A systemet og i Castor B systemet er stjernene så nær hverandre at vi ikke kan se direkte at de er doble selv med de største teleskopene. Her beveger heller ikke stjernene seg rundt hverandre på en måte som gjør at vi ser formørkelser. Vi må derfor sende lyset fra dem gjennom et spektroskop for å avsløre at de er doble. Det viser seg at denne metoden for å påvise "tette" dobbeltstjerner er svært effektiv. Vi kaller stjerner hvor vi kun kan avsløre at de er doble ved å bruke et spektroskop for spektroskopiske dobbeltstjerner. Se egen artikkel om spektroskopiske dobbeltstjerner et annet sted i dette nummer av Corona.

Pollux (b , 1.22 mag.) er i følge Burnham’s Celestial Handbook den 17. sterkeste stjernen på himmelen. Det er ganske uvanlig at b er sterkere enn a i et stjernebilde. Enkelte tror dette kommer av at minst en av de to stjernene tidligere hadde en annen lysstyrke slik at a faktisk var sterkest for lenge siden. Avstanden er 32.4 lysår i følge SkyMap Pro 6.

Zeta Geminorum (z , 4.4-5.2 mag) er en av de klareste av de såkalte Cepheide-stjernene. Dette er en svært berømt type variable stjerner hvor variasjonen i lysstyrken avslører nøyaktig hvor mye lys stjernen faktisk sender ut. Dersom vi har to Cepheider med helt like perioder, og hvor den ene lyser fire ganger så sterkt på himmelen som den andre, så vet vi at den svakeste er dobbelt så langt unna (lysstyrken avtar kvadratisk med avstanden). Nåja, i hvert fall dersom det er noenlunde samme gjennomsnittlig støvtetthet i rommet mellom oss og begge stjernene slik at lyset fra dem svekkes like mye pr. lysår. Cepheider brukes derfor til å bestemme avstander i universet, og spesielt til andre galakser. Lyskurven til z Geminorum er vist på denne figuren fra Burnham’s Celestial Handbook.

Perioden til z Geminorum er på 10.152 døgn, og den avtar med 3.6 sekunder pr. år. Se Corona nr. 4/99 for litt mer om Cepheider.

Som en kuriositet nevnes at planeten Pluto ble oppdaget nær delta Geminorum (d , 3.51 mag., Wasat) i februar 1930, mens Uranus ble oppdaget nær epsilon Geminorum (e , 2.98 mag, Mebsuta) i 1781.

Dvergnovaen U Geminorum

U Geminorum (8.2-14.9 mag.) er en typisk representant for en relativt sjelden type variable stjerner som ofte kalles dvergnovaer. Dette navnet kommer av at lysvariasjonen til disse stjernene minner ganske mye om en vanlig nova bortsett fra at styrken på utbruddene er mye mindre. Betegnelsen er imidlertid misvisende i den forstand at årsaken til utbruddene er helt annerledes enn for de ekte novaene (se side 14 i Corona nr. 1/00 for mer om ekte novaer, også kalt klassiske novaer).

U Geminorum stjerner tilhører en gruppe variable stjerner som kalles katastrofe-variabler (kataklysmiske variabler). SS Cygni i Svanen (Cygnus), som er noe sterkere enn U Geminorum, er den mest kjente av disse sammen med U Geminorum selv. De kjennetegnes ved at de holder seg på en lysstyrke nær sitt minimum det meste av tiden for så plutselig å øke sin lysstyrke med en faktor på ca. 100 i løpet av ett til to døgn. Det går gjerne noen måneder mellom hvert utbrudd, men dette kan variere en god del både fra en stjerne til en annen og fra et utbrudd til neste for en og samme stjerne. Utbruddene er gjerne sterkere når det er gått lang tid siden forrige utbrudd. Selve utbruddet varierer også en god del i lengde. U Geminorum har gjerne lange utbrudd som varer ca. 17 døgn og korte utbrudd som varer ca. 9 døgn annen hver gang. Det går i gjennomsnitt ca. 100 døgn mellom hvert utbrudd, mens ekstremer på 62 og 257 døgn er registrert. Noen eksempler på lyskurver er vist på figuren til venstre som er fra Burnham’s Celestial Handbook.

Årsaken til utbruddene mener ekspertene er at masse fra en gammel rød stjerne trekkes over til en mye varmere blåhvit dvergstjerne like i nærheten. Stadige formørkelser avslører at omløpstiden kun er ca. 4.5 timer i U Geminorum systemet. Selve formørkelsen tar ikke mer enn ca. 15 minutter selv om den er total eller nesten total. Lysstyrken faller med ca. 0.9 mag. på det meste under formørkelsen. Den korte omløpstiden betyr at stjernene er svært nær hverandre. Avstanden er anslått til bare noen hundre tusen km. Alle dvergnovaene synes å være svært tette dobbeltstjerner.

Formørkelsene av U Geminorum er ikke mulig å observere under utbruddene. Dette tyder på at utbruddene ikke er begrenset til overflaten av en av stjernene. I stedet har man kommet frem til at lysøkningen hovedsakelig skjer i en diskosformet skive av masse (accretion disk på engelsk) rundt den blåhvite dvergstjernen i systemets baneplan. Alle detaljene er ennå ikke kjent, men i grove trekk tror man dette området fylles opp med masse (hovedsakelig hydrogen) som mer eller mindre jevnt trekkes over fra den rødlige stjernen. Mellom utbruddene er mesteparten av hydrogenet i skiven elektrisk nøytralt. Beregninger viser imidlertid at området er termisk ustabilt fordi hydrogenet plutselig begynner å ioniseres i stor skala når tettheten i området blir stor nok. Masseoverføringen til den blåhvite dvergstjernen fra visse områder av skiven øker da kraftig samtidig som disse områdene varmes kraftig opp. Skiven sender da ut mye mer energi enn vanlig både som synlig lys og ved andre bølgelengder. Den blusser opp. Prosessen er så ustabil at utbruddene blir svært forskjellige. Figuren viser hvordan en kunstner forestiller seg et slikt stjernesystem.

Stjernehoper, tåker og galakser i Tvillingene

M35 er en åpen stjernehop som under gode forhold så vidt kan ses uten kikkert. Den er flott i små kikkerter selv om instrumenter med åpning på 6-8 tommer (15-20 cm) og liten forstørrelse er å foretrekke. Hopen har ikke spesielt mange stjerner inn mot sentrum. Det er snarere uvanlig lite stjerner i midten. Det er også uvanlig at så mange stjerner er nesten like lyssterke som hopens klareste stjerner. Mange observatører legger også merke til at de sterke stjernene synes å danne flere krumme linjer mot en rik bakgrunn av svakere stjerner. En svak oransje stjerne nær sentrum av hopen blir ofte nevnt som en av grunnene til at mange observatører lar seg begeistre av denne hopen. Den klareste stjernen er blåhvit og har lysstyrke 7.5 mag., mens den klareste gule kjempestjernen har lysstyrke 8.6 mag. Fotografiet fra SEDS katalog på http://www.seds.org/messier/Jpg/m35.jpg viser M35 fra sentrum og ned mot nedre høyre hjørne av bildet. Oppe i venstre hjørne ser vi den mye svakere og mye tettere åpne hopen NGC 2158 som krever teleskoper med åpning (linse eller speil) på minst 15 cm (6 tommer) for å kunne ses. NGC står for øvrig for New General Catalogue.

Eskimotåken er en svært spesiell planetarisk tåke som ble oppdaget av William Herschel i 1787. Den har fått sitt navn fordi noen personer synes at gassen rundt stjernen ligner et eskimoansikt i relativt store kikkerter. Bildet er tatt med Hubble Space Telescope (Romteleskopet) og er hentet fra NASA internett sider. Et lite teleskop viser tåken som et stjernelignende objekt med lysstyrke 8.6 mag. og en uklar halo med diameter på ca. 45 buesekunder. Mer kjente "slektninger" av Eskimotåken finner vi i de planetariske tåkene M57 (Ringtåken i Lyren) og M27 (Manualtåken i Reven (Vulpecula)). Vi skal komme tilbake med en grundigere beskrivelse av planetariske tåker i et senere nummer av Corona.

Det er ingen galakser av spesiell interesse for oss lite avanserte hobbyastronomer i Tvillingene.

    ____________________________________