Астрономы нашли регулярные ритмы у пульсирующих звезд

Прислушиваясь к биению сердец звезд, астрономы впервые определили жизненный ритм класса звездных объектов, который до сих пор озадачивал ученых.

Их исследование было опубликовано в журнале Nature, рассказывают в Сиднейском университете.

«Раньше мы выявили чересчур много перемешанных нот, чтобы должным образом понять эти пульсирующие звезды», - говорит ведущий автор исследования профессор Тим Бединг из Сиднейского университета. «Это был беспорядок, как-будто слушать кошку, гуляющую по роялю».

Международная команда ученых использовала данные со Спутника обзора транзитов экзопланет (TESS) НАСА – космического телескопа, который в основном используется для обнаружения планет вокруг некоторых ближайших к Земле звезд. Этот телескоп обеспечил команду измерениями яркости тысяч звезд, что позволило ученым обнаружить 60-т, чьи пульсации имели смысл.

«Невероятно точные данные, полученные во время миссии TESS, позволили нам вырезать шум. Теперь мы можем обнаружить структуру, что более похоже на прослушивание приятных аккордов, проигрываемых на рояле», - сказал профессор Бединг.

Полученные результаты являются важным вкладом в наше общее понимание происходящего внутри бесчисленных триллионов звезд в космосе.

Звезды промежуточного размера, о которых идет речь, примерно в 1,5 - 2,5 раза больше массы нашего Солнца, известны как звезды «дельта Щита» (δ Scuti), названные в честь переменной звезды в созвездии Щит – желто-белого гиганта пульсирующего каждые 4,65 часа. При изучении пульсаций этого класса звезд астрономы уже обнаружили много пульсаций, но не смогли определить четких закономерностей.

Команда астрономов, руководимая из Австралии, сообщила об обнаружении примечательно регулярных высокочастотных пульсационных ладов у 60 звездах дельта Щита на расстоянии от 60 до 1400 световых лет.

«Эта окончательная идентификация пульсационных ладов открывает новый способ, с помощью которого мы можем определить массу, возраст и внутреннюю структуру этих звезд», - сказал профессор Бединг.

Даниэль Хэй, аспирант Сиднейского университета и соавтор статьи, разработал программное обеспечение, которое позволило команде обрабатывать данные TESS.

«Нам нужно было обработать все 92 000 кривых света, которые указывают на измеренную яркость звезды со временем. Отсюда нам пришлось вырезать шум, оставив четкие образцы 60 звезд, определенных в исследовании», - сказал он.

«Используя Lightkurve - библиотеку с открытым кодом языка Python - нам удалось обработать все данные с кривыми света на моем университетском компьютере за несколько дней.»

Астеросейсмология

Внутренности звезд когда-то были загадкой для науки. Но за последние несколько десятилетий астрономам удалось обнаружить внутренние колебания звезд, разоблачив их строение. Они делают это, изучая пульсации звезд с помощью точных измерений изменений светового потока.

Во временных периодах вариации в данных проявляют сложные – а часто и регулярные – структуры, что позволяет нам заглянуть в самое сердце массивных ядерных печей, питающих Вселенную.

Эта отрасль науки, известная как астеросейсмология, позволяет нам не только понять работу далеких звезд, но и понять, как наше собственное Солнце производит солнечные пятна, вспышки и глубокое структурное перемещение. В отношении к Солнцу, она дает очень точную информацию о его температуре, химическом составе и даже выработке нейтрино, что может оказаться важным в нашей охоте на темную материю.

«Астеросейсмология является мощным инструментом, с помощью которого мы можем понять широкий круг звезд», - говорит профессор Бединг. «Это было сделано с большой успешностью для многих классов пульсаторов, включая звезды с низкой массой, похожих на Солнце, красные гиганты, звезды высокой массы и белые карлики.

«Звезды дельта Щита все еще озадачивали нас».

Изабель Колман, соавтор и аспирант Сиднейского университета, сказала: «Я думаю, что невероятным является то, что мы можем использовать такие методы, чтобы посмотреть на внутренности звезд».

«Некоторые звезды в нашей выборке содержат планеты, включая бета-Пикторис, которая находится всего в 60 световых годах от Земли и которая видна невооруженным глазом из Австралии. Чем больше мы знаем о звездах, тем больше мы узнаем об их потенциальном влиянии на свои планеты.»

Плохое «социальное дистанцирование»

Выявление регулярных образцов в этих звездах промежуточной массы позволит расширить охват астеросейсмологии к новым рубежам, отметил профессор Бединг. Например, это позволит нам определить возраст молодых подвижных групп, скоплений и звездных потоков.

«Наши результаты показывают, что этот класс звезд очень молодой, и некоторые из них стремятся свободно тусоваться. Они еще не имеют представления о правилах "социального дистанцирования"», - сказал профессор Бединг.

Доктор Джордж Рикер из Института астрофизики и космических исследований МИТ Кавли является главным расследователем на TESS НАСА, с которого были взяты данные этого исследования.

Он сказал: «Мы в восторге от того, что данные TESS используются астрономами во всем мире для углубления наших знаний о звездных процессах. Выводы в этой увлекательной новой статье под руководством Тима Бединга открыли совершенно новые горизонты для лучшего понимания целого класса звезд».

Читайте еще интересные новости о космосе.