Астрономи знайшли регулярні ритми у пульсуючих зірок

Прислуховуючись до биття сердець зірок, астрономи вперше визначили життєвий ритм класу зоряних об’єктів, який до цього часу спантеличував учених.

Їх дослідження було опубліковано в журналі Nature, розповідають в Сіднейському університеті.

«Раніше ми виявляли забагато перемішаних нот, щоб належним чином зрозуміти ці пульсуючі зірки», - каже провідний автор дослідження професор Тім Бедінг із Сіднейського університету. «Це був безлад, ніби слухати кішку, що гуляє по роялю».

Міжнародна команда вчених використовувала дані із Супутника огляду транзитів екзопланет (TESS) НАСА – космічного телескопа, який в основному використовується для виявлення планет навколо деяких найближчих до Землі зірок. Цей телескоп забезпечив команду вимірюваннями яскравості тисяч зірок, що дозволило вченим виявити 60-т, чиї пульсації мали сенс.

«Неймовірно точні дані, отримані під час місії TESS, дозволили нам вирізати шум. Тепер ми можемо виявити структуру, що більш схоже на прослуховування приємних акордів, програванні на роялі», - сказав професор Бедінг.

Отримані результати є важливим внеском у наше загальне розуміння того, що відбувається всередині незліченних трильйонів зірок у космосі.

Зірки проміжного розміру, про які йдеться, приблизно в 1,5 - 2,5 рази більше маси нашого Сонця, відомі як зірки «дельта Щита» (δ Scuti), названі на честь змінної зірки в сузір'ї Щит – жовто-білого гіганта, що пульсує що кожні 4,65 години. При вивченні пульсацій цього класу зірок астрономи вже виявили багато пульсацій, але не змогли визначити чітких закономірностей.

Команда астрономів, очолювана з Австралії, повідомила про виявлення примітно регулярних високочастотних пульсаційних ладів у 60 зірках дельта Щита, на відстані від 60 до 1400 світлових років.

«Ця остаточна ідентифікація пульсаційних ладів відкриває новий спосіб, за допомогою якого ми можемо визначити масу, вік та внутрішню структуру цих зірок», - сказав професор Бедінг.

Даніель Хей, аспірант Сіднейського університету та співавтор статті, розробив програмне забезпечення, яке дозволило команді обробляти дані TESS.

«Нам потрібно було обробити всі 92 000 кривих світла, які вказують на виміряну яскравість зірки з часом. Звідси нам довелося вирізати шум, залишивши чіткі зразки 60 зірок, визначених у дослідженні», - сказав він.

«Використовуючи Lightkurve – бібліотеку з відкритим кодом мови Python – нам вдалося обробити всі дані з кривими світла на моєму університетському настільному комп’ютері за кілька днів.»

Астеросейсмологія

Нутрощі зірок колись були загадкою для науки. Але за останні кілька десятиліть астрономам вдалося виявити внутрішні коливання зірок, викривши їх будову. Вони роблять це, вивчаючи пульсації зірок за допомогою точних вимірювань змін світлового потоку.

В часових періодах варіації в даних виявляють складні – а часто і регулярні – структури, що дозволяє нам зазирнути в саме серце масивних ядерних печей, що живлять Всесвіт.

Ця галузь науки, відома як астеросейсмологія, дозволяє нам не тільки зрозуміти роботу далеких зірок, але й зрозуміти, як наше власне Сонце виробляє сонячні плями, спалахи та глибоке структурне переміщення. У відношенні до Сонця, вона дає дуже точну інформацію про його температуру, хімічний склад і навіть вироблення нейтрино, що може виявитися важливим у нашому полюванні на темну матерію.

«Астеросейсмологія є потужним інструментом, за допомогою якого ми можемо зрозуміти широке коло зірок», - каже професор Бедінг. «Це було зроблено з великою успішністю для багатьох класів пульсаторів, включаючи зірки з низькою масою, схожих на Сонце, червоні гіганти, зірки високої маси та білі карлики.

«Зірки дельта Щита досі спантеличували нас».

Ізабель Колман, співавтор та аспірант Сіднейського університету, сказала: «Я думаю, що неймовірним є те, що ми можемо використовувати такі методи, щоб подивитися на нутрощі зірок».

«Деякі зірки у нашій виборці містять планети, включаючи бета-Пікторіс, яка знаходиться всього за 60 світлових років від Землі і яку видно неозброєним оком з Австралії. Чим більше ми знаємо про зірки, тим більше ми дізнаємося про їх потенційний вплив на свої планети.»

Погане «соціальне дистанціювання»

Виявлення регулярних зразків в цих зірках проміжної маси дозволить розширити охоплення астеросейсмології до нових кордонів, зазначив професор Бедінг. Наприклад, це дозволить нам визначити вік молодих рухомих груп, скупчень та зоряних потоків.

«Наші результати показують, що цей клас зірок дуже молодий, і деякі з них прагнуть вільно тусуватися. Вони ще не мають уявлення про правила "соціального дистанціювання"», - сказав професор Бедінг.

Доктор Джордж Рікер з Інституту астрофізики та космічних досліджень МІТ Кавлі є головним розслідувачем на TESS НАСА, з якого були взяті дані цього дослідження.

Він сказав: «Ми в захваті від того, що дані TESS використовуються астрономами у всьому світі для поглиблення наших знань про зоряні процеси. Висновки в цій захоплюючій новій статті під керівництвом Тіма Бедінга відкрили абсолютно нові горизонти для кращого розуміння цілого класу зірок».

Читайте ще цікаві новини про космос.