I “cuori pulsante” di queste stelle pulsanti creano musica nelle orecchie degli astronomi

Le pulsazioni sono risonanze naturali che provengono dalle stelle, formate da onde intrappolate simili a quelle degli strumenti musicali. Queste onde sonore viaggiano dall’interno della stella per creare modelli di pulsazioni sulla loro superficie. Per gli astronomi, questi appaiono come cambiamenti nella luminosità della stella.

Un mistero elettrizzante

Quando stellaS gli astronomi pulsati possono apprendere dettagli chiave su di loro.

Questi movimenti avanti e indietro all’interno delle stelle, chiamati oscillazioni, possono rivelare i loro meccanismi interni. Questo si chiama asteroseismologia, che è quando impariamo di più sulle stelle misurando i cambiamenti nella luce della stella.

Sembra che il modo in cui i terremoti ci permettono di studiare l’interno della Terra in sismologia.

Ad esempio, i cambiamenti nella luminosità del nostro sole hanno fornito agli astronomi informazioni sulla sua temperatura e composizione chimica, nonché sui processi che hanno luogo lì.

L’asterosismologia era usata per comprendere stelle come il nostro sole, stelle di grande massa, giganti rossi e nane bianche. Ma le stelle di Delta Scuti hanno confuso gli scienziati finora.

Infatti, mentre “molte stelle pulsano lungo accordi semplici”, l’aria delle stelle Delta Scuti è molto più complessa, ha affermato Tim Bedding, autore principale dello studio e professore all’Università di Sydney, in un comunicato stampa.

Le stelle di Delta Scuti ruotano una o due volte al giorno, il che è molto più veloce e circa una dozzina di volte più veloce del nostro sole. Questo può scuotere i modelli di impulsi e renderli difficili da interpretare.

“I segnali di queste stelle sono stati un mistero per oltre cento anni”, ha dichiarato Daniel Huber, co-autore dello studio e assistente professore presso l’Università delle Hawaii Institute of Astronomy. “Sapevamo che le variazioni di luminosità di queste stelle erano causate dalle onde sonore che viaggiano all’interno, ma non siamo riusciti a capirle.”

La missione TESS, progettata per rilevare esopianeti o pianeti all’esterno del nostro sistema solare, attorno alle stelle vicine, acquisisce dati sulla luminosità delle stelle. Quando gli astronomi usarono i dati TESS, furono in grado di ridurre la loro concentrazione a 60 stelle Delta Scuti, tra 60 e 1.400 anni luce dalla Terra, con chiari impulsi di luminosità. Questi pulsavano regolarmente ad alta frequenza.

I dati TESS dovevano essere elaborati da software progettato da Daniel Hey, coautore dello studio e dottorando presso l’Università di Sydney.

“Abbiamo dovuto elaborare le 92.000 curve di luce, che misurano la luminosità di una stella nel tempo”, ha detto Hey in una nota.

“Da lì abbiamo dovuto tagliare il rumore, lasciandoci con gli schemi chiari delle 60 stelle identificate nello studio. Usando la libreria open source Python, Lightkurve, siamo riusciti a elaborare tutti i dati della curva di luce sul mio la scrivania del computer universitario tra qualche giorno “.

Le osservazioni dell’Osservatorio W. M. Keck di Maunakea alle Hawaii hanno anche rivelato che i modelli regolari venivano dalle stelle Delta Scutti che ruotavano più lentamente del normale, il che poteva aiutare a spiegare i loro schemi di frequenza. Sono state inoltre condotte osservazioni di follow-up utilizzando la rete globale dell’Osservatorio di Las Cumbres.

Ascoltando i battiti cardiaci celesti

“In precedenza, abbiamo trovato troppe note confuse per comprendere correttamente queste stelle pulsanti”, ha detto Bedding.

“È stato un casino, come ascoltare un gatto che cammina su un piano. I dati incredibilmente precisi della missione TESS della NASA ci hanno permesso di ridurre il rumore. Ora possiamo rilevare la struttura, più come ascoltare gli accordi meravigliosi suonati. al piano “. “

Huber lo ha paragonato a “note di una canzone che alla fine sono andate a posto per suonare una bella melodia”.

E le pulsazioni delle stelle di Delta Scuti possono rivelare la loro massa, la loro età e la loro struttura interna.

“I nostri risultati mostrano che questa classe stellare è molto giovane e alcuni tendono a frequentare associazioni libere. Non hanno ancora idea delle regole di” allontanamento sociale “”, ha detto Bedding.

Le giovani stelle consentono agli astronomi di vedere come si evolvono le stelle, nonché la formazione e l’evoluzione dei pianeti intorno a loro – proprio come guardare indietro nella formazione del nostro sistema solare, ha affermato il coautore Eric Gaidos di studio e professore presso la School of Ocean and Earth Sciences and Technologies dell’Università delle Hawaii.

“Alcune delle stelle nei nostri campioni di pianeti ospiti, tra cui la beta Pictoris, a soli 60 anni luce dalla Terra e visibili ad occhio nudo in Australia”, ha affermato Isabel Colman, co-autrice del studente di studio e dottorato presso l’Università di Sydney, in un rapporto. “Più sappiamo delle stelle, più impariamo sui loro potenziali effetti sui loro pianeti”.

Questa è una svolta per i ricercatori e hanno in programma di continuare a osservare le stelle di Delta Scuti con TESS in futuro. Sebbene TESS fosse progettato per trovare esopianeti, si sperava anche che potesse aiutare a far avanzare l’asterosismologia – e questo è solo l’inizio.

“Siamo lieti che gli astronomi di tutto il mondo utilizzino i dati TESS per approfondire la nostra comprensione dei processi stellari”, ha affermato George Ricker, co-autore dello studio e ricercatore principale presso il Kavli Institute for Astrophysics and Space Research dal Massachusetts Institute of Technology. Cambridge, in una dichiarazione.

“I risultati hanno aperto orizzonti completamente nuovi per comprendere meglio un’intera classe di stelle”.