• 09 Jul 2020
news-details

Disse pulserende stjerners 'bankende hjerter' skaper musikk for astronomenes ører - CNN

(CNN) Stjerner kan virke lyse for oss på jorden, men det å kikke i hjertene deres er litt mer unnvikende. Stjernedata fra NASAs TESS-oppdrag med planetjakt har hjulpet et internasjonalt team av forskere med å oppdage mønstre i 60 pulserende stjerner. Denne informasjonen avdekket stjernenes indre strukturer, som kan hjelpe deg med å forstå hva som skjer i milliarder av stjerner over hele universet. Uansett kunne forskerne lytte til stjernenes hjerterytme, som skapte en slags musikk. Studien publiserte onsdag i tidsskriftet Nature.This spesielle klasse av stjerner er kjent som Delta Scuti-stjernene. De får navnet sitt fra en lys stjerne, Delta Scuti, i Scutum-stjernebildene, og de er hver rundt 1,5 til 2,5 ganger massen til solen vår. Tidligere klarte astronomer å oppdage pulsasjoner i disse stjernene, men de kunne ikke bestemme et mønster. Pulsasjoner er naturlige resonanser som kommer fra stjernene, dannet av fangede bølger som ligner dem i musikkinstrumenter. Disse lydbølgene reiser innenfra stjernen for å skape pulsasjonsmønster på overflatene. For astronomer fremstår disse som endringer i stjernens lysstyrke. Et pulserende mysterium Når stjerner pulserer astronomer kan lære viktige detaljer om dem. Disse bevegelsene frem og tilbake inne i stjerner, kalt svingninger, kan avsløre deres indre virkning. Dette kalles asteroseismologi, som er når vi lærer mer om stjerner ved målte forandringer i stjernens lys. Det ligner på hvordan jordskjelv tillater oss å studere jordas indre i seismologi. For eksempel har solendringene i lysstyrken gitt astronomer informasjon om dens temperatur og kjemiske sammensetning, samt prosessene som skjer inne i den. Asteroseismologi har vært vant til forstå stjerner som solen vår, stjerner med stor masse, røde giganter og hvite dverger. Men Delta Scuti-stjerner forvirret forskere til nå. Dette skyldes at mens "mange stjerner pulserer langs enkle akkorder", er melodien til Delta Scuti-stjernene mye mer komplisert, sa Tim Bedding, hovedstudieforfatter og professor ved University of Sydney, i en uttalelse. Delta Scuti-stjerner roterer en gang eller to ganger om dagen, noe som er mye raskere, og omtrent et dusin ganger raskere, enn solen vår. Det kan riste pulsasjonsmønstrene og gjøre dem vanskelige å tolke. "Signalene fra disse stjernene har vært et mysterium i over hundre år," sa Daniel Huber, studieforfatter og assisterende professor ved University of Hawaiis Institute for Astronomy . "Vi visste at lysvariasjoner i disse stjernene er forårsaket av lydbølger som beveger seg i deres indre, men vi kunne bare ikke ha noen mening om dem." TESS-oppdraget, som ble designet for å oppdage eksoplaneter eller planeter utenfor solsystemet vårt. , rundt stjerner i nærheten, fanger opp data om stjernens lysstyrke. Da astronomer brukte TESS-data, kunne de begrense fokuset til 60 Delta Scuti-stjerner, mellom 60 til 1400 lysår unna Jorden, med klare pulseringer i lysstyrken. Disse pulserte regelmessig med høy frekvens. TESS-dataene måtte behandles gjennom programvare, som ble designet av Daniel Hey, studiemedforfatter og en doktorgradsstudent ved University of Sydney. "Vi trengte å behandle alle 92.000 lyskurver, som måler en stjerners lysstyrke over tid," sa Hey i en uttalelse. "Herfra måtte vi kutte gjennom støyen, og etterlate oss de klare mønstrene til de 60 stjernene som ble identifisert i studien. Ved hjelp av åpen kildekode Python-biblioteket, Lightkurve, klarte vi å behandle alle lyskurvedataene på skrivebordet mitt på universitetet. datamaskin på bare noen få dager. "Observasjoner fra WM Keck-observatoriet på Maunakea på Hawaii avslørte også at de vanlige mønstrene kom fra Delta Scutti-stjerner som snurpet saktere enn normalt, noe som kan bidra til å forklare frekvensmønstrene deres. Oppfølgingsobservasjoner ble også utført ved hjelp av det globale Las Cumbres Observatory-nettverket. Å høre på hjerteslag ”Tidligere fant vi for mange virvlete notater til å forstå disse pulserende stjernene ordentlig,” sa Bedding. "Det var et rot, som å høre på en katt som gikk på et piano. De utrolig presise dataene fra NASAs TESS-oppdrag har gjort det mulig for oss å skjære gjennom støyen. Nå kan vi oppdage struktur, mer som å lytte til fine akkorder som spilles på piano . "Huber sammenlignet det med" notater av en sang som til slutt falt på plass for å spille en vakker melodi. "Og pulseringer av Delta Scuti-stjerner kan avsløre deres masse, alder og indre struktur. "Resultatene våre viser at denne stjerneklassen er veldig ung og noen har en tendens til å henge rundt i løse assosiasjoner. De har ikke fått ideen om 'sosiale distanserende' regler ennå," sa Bedding. Ungestjerner lar astronomer sjansen til å se hvordan stjerner utvikler seg, så vel som dannelsen og evolusjonen av planeter rundt seg - på en måte som å kikke tilbake i dannelsen av vårt eget solsystem, sa Eric Gaidos, studere medforfatter og professor ved University of Hawaiis School of Ocean and Earth Vitenskap og teknologi. "Noen av stjernene i våre utvalgte vertsplaneter, inkludert beta Pictoris, bare 60 lysår fra Jorden og som er synlige for det blotte øye fra Australia," sa Isabel Colman, studieforfatter og doktorgradskandidat ved University of Sydney, i en uttalelse. "Jo mer vi vet om stjerner, jo mer lærer vi om deres potensielle effekter på planetene deres." Det er et gjennombrudd for forskerne, og de planlegger å fortsette å observere Delta Scuti-stjerner med TESS fremover. Selv om TESS var designet for å finne eksoplaneter, var det også forhåpninger om at det kunne bidra til å fremme asteroseismologi - og det er bare å komme i gang. "Vi er begeistret for at TESS-data blir brukt av astronomer over hele verden for å utdype vår kunnskap om stjerneprosesser," sa George Ricker, studere medforfatter og TESS Principal Investigator ved Massachusetts Institute of Technologys Kavli Institute for Astrophysics and Space Research i Cambridge, i en uttalelse. "Funnene har åpnet helt nye horisonter for bedre forståelse av en hel klasse med stjerner." Les mer