Ученые измеряют расстояние до звезд по их музыке

Новости сегодня - Ученые измеряют расстояние до звезд по их музыке

Команда астрономов использовала астеросейсмологию или исследование звездных колебаний, чтобы точно измерить расстояние звезд от Земли. В ходе их исследования были изучены тысячи звезд и проверены измерения, проведенные во время миссии Gaia по изучению ближней Вселенной.

Большинству из нас бесчисленные яркие пятна на ночном небе кажутся звездами. Но на самом деле некоторые из этих пятен на самом деле являются планетами, или далекими солнцами, или даже целыми галактиками, расположенными на расстоянии миллиардов световых лет. То, на что вы смотрите, зависит от того, насколько далеко оно находится от Земли. Вот почему измерение точного расстояния до небесных объектов является такой важной целью для астрономов и одной из самых больших задач, с которыми они сталкиваются. сейчас занимаюсь.

Именно с этой целью Европейское космическое агентство (ЕКА) запустило миссию «Гайя» 10 лет назад. Данные, собранные спутником Gaia, открывают окно в ближнюю Вселенную, обеспечивая астрономические измерения — такие как положение, расстояние от Земли и движение — почти двух миллиардов звезд.

В EPFL исследовательская группа «Стандартные свечи и расстояния», возглавляемая профессором Ричардом Андерсоном, стремится измерить текущее расширение Вселенной и рассматривает Гайю как ценный инструмент. «Гайя увеличила в 10 000 раз количество звезд, параллаксы которых измеряются, благодаря огромному приросту точности по сравнению с ее предшественницей, миссией ЕКА Hipparcos», — сказал он. он говорит.

Сегодня ученые используют параллакс для расчета расстояний до звезд. Этот метод включает измерение углов параллакса с помощью спутника посредством триангуляции между местоположением Гайи в космосе, Солнцем и рассматриваемой звездой. Чем дальше звезда, тем сложнее измерение, потому что параллакс становится меньше, чем больше расстояние.

Несмотря на оглушительный успех Gaia, измерение параллакса является сложной задачей, и остаются небольшие систематические эффекты, которые необходимо проверять и корректировать, чтобы параллакс Gaia полностью раскрыл свой потенциал. Именно над этим работают ученые из EPFL и Болонского университета в Италии, проводя расчеты на более чем 12 000 колеблющихся красных гигантах — это самый большой размер выборки и самые точные измерения на сегодняшний день.

«Мы измерили смещение Гайи, сравнив параллаксы, сообщенные спутником, с параллаксами тех же звезд, которые мы определили с помощью астеросейсмологии», — сказал он. говорит Сания Хан, ученый из исследовательской группы Андерсона и ведущий автор исследования, опубликованного в Астрономия и Астрофизика.

Звездные землетрясения

Подобно тому, как геологи изучают строение Земли с помощью землетрясений, астрономы используют астеросейсмологию, а в частности звезды. вибрации и колебания, чтобы получить информацию об их физических свойствах. Звездные колебания измеряются как крошечные изменения интенсивности света и переводятся в звуковые волны, создавая частотный спектр< /span> этих колебаний.

«Частотный спектр позволяет нам определить, насколько далеко находится звезда, что позволяет нам получить астеросейсмические параллаксы» — говорит Хан. «В нашем исследовании мы слушали «музыку» огромного количества звезд — некоторые из них находятся на расстоянии 15 000 световых лет от нас».

Чтобы превратить звуки в измерения расстояний, исследовательская группа начала с простого факта. Скорость, с которой звуковые волны распространяются в пространстве, зависит от температуры и плотности недр звезды.

«Анализируя частотный спектр звездных колебаний, мы можем оценить размер звезды так же, как вы можете определить размер музыкального инструмента по типу звука, который он издает — подумайте о разнице в высоте звука между скрипкой и виолончель, » — говорит Андреа Мильо, профессор факультета физики и астрономии Болонского университета и третий автор исследования.

Сложный анализ

Вычислив таким образом размер звезды, астрономы затем определили ее светимость и сравнили эту цифру со светимостью, воспринимаемой здесь, на Земле. Они соединили эту информацию с показаниями температуры и химического состава, полученными с помощью спектроскопии, и проанализировали эти данные, чтобы вычислить расстояние до звезды. Наконец, астрономы сравнили полученные в этом процессе параллаксы с теми, о которых сообщила Гайя, чтобы проверить точность измерений спутника.

«Астеросейсмология — единственный способ проверить точность параллакса Гайи по всему небу, то есть как для звезд низкой, так и для высокой интенсивности», — сказал он. — говорит Андерсон.

И будущее этой области светлое, как отмечает Хан: «Предстоящие космические миссии, такие как TESS и PLATO, предназначенные для обнаружения и исследования экзопланет, будут использовать астеросейсмологию и доставлять необходимые наборы данных во все более обширные области неба». Таким образом, методы, подобные нашим, сыграют решающую роль в совершенствовании измерений параллакса Гайи, что поможет нам определить наше место во Вселенной и принесет пользу множеству областей астрономии и астрофизики».

Новости партнеров: