На этой неделе первые результаты миссии Kepler стали известны после встречи Американского астрономического общества (AAS) в Вашингтоне, округ Колумбия. Я имею в виду раздел астрономии, о котором вы услышите больше, когда Кеплер и другие миссии начнут раскрывать внутренние структуры звезд - астеросейсмологию. Итак, что такое астеросейсмология?
Сейсмология - это изучение землетрясений на Земле. Но что более важно для нашего обсуждения, это изучение сейсмических волн. Землетрясения вызывают различные типы сейсмических волн, которые проходят через разные слои породы, предоставляя нам возможность визуализировать структуры глубоко внутри Земли. По сути, сильные землетрясения дают нам естественную сонограмму, чтобы заглянуть внутрь Земли, гораздо глубже, чем мы можем проложить туннель или бурить. Поскольку эти волны распространяются от одной стороны планеты к другой, мы можем смотреть до самого центра Земли. Таким образом, мы знаем, что внешнее ядро Земли жидкое, а также относительные размеры и плотности других частей внутренней и поверхностной структуры Земли.
Астеросейсмология, также известная как звездная сейсмология, дает нам такое же понимание структуры звезд. Изучая колебания пульсирующих звезд, астрономы могут заглянуть в самое сердце звезд, одно из самых трудных мест для наблюдения во всей вселенной. Причиной того, что внутренние звёзды можно исследовать по колебаниям, является то, что разные моды колебаний проникают на разные глубины внутри звезды. Комбинируя скорость и амплитуду пульсации с другой информацией, такой как спектры, которая показывает, каков состав звезды, мы получаем информацию о внутренней структуре звезд.
Режимы звездных колебаний подразделяются на три категории в зависимости от движущей силы: акустические, гравитационные и поверхностно-гравитационные волновые моды. p-мода или акустические волны имеют давление в качестве своей силы, отсюда и название «p-мода» Эти волны могут рассказать нам о структуре и плотности областей под поверхностью звезды. G-мода, или гравитационные волны, ограничены внутренней частью звезды. f-мода, или поверхностные гравитационные волны, также являются гравитационными волнами, но встречаются на внешних слоях звезд или вблизи них, поэтому они дают нам информацию о состоянии поверхности звезд.
Гелиосейсмология - это исследование распространения волновых колебаний на Солнце. Поскольку Солнце является ближайшей к нам звездой, гораздо проще изучить его пульсации более подробно. Интерпретируя солнечные колебания, мы можем даже обнаружить солнечные пятна на противоположной стороне Солнца, прежде чем они повернутся в поле зрения. Многие из наших моделей звездных интерьеров основаны на информации, полученной в результате изучения колебаний Солнца. Но Солнце - это только одна звезда в одной точке своей эволюции, поэтому, чтобы по-настоящему понять звезды, нам нужно наблюдать намного больше звезд разного размера, массы, состава и возраста.
Именно это сейчас и делает Кеплер. Спутник смотрит на участок неба в 100 квадратных градусов между Лебедем и Лирой, непрерывно собирая данные о яркости более 150000 звезд в течение следующих трех-пяти лет. Хотя основная задача Кеплера состоит в том, чтобы обнаружить существование и изобилие планет земного типа вокруг звезд, вся эта высокоточная фотометрия будет использоваться для другой науки, особенно для изучения переменных звезд всех типов и выполнения астеросейсмологии на звездах, показывающих солнечные колебания.
Долгожданный выпуск первых научных результатов миссии Кеплера 4 января включал многочисленные статьи по астеросейсмологии и потенциалу для понимания структуры звезд в беспрецедентных деталях. Астрономы едут на новой волне информации о распространении волн в звездах. Лови волну!
Дальнейшее чтение:
Астеросейсмический потенциал Кеплера: первые результаты для звезд солнечного типа
W. J. Chaplin, T. Appourchaux, Y. Elsworth и др.
http://arxiv.org/abs/1001.0506
Подобные Солнцу колебания в красных гигантах низкой светимости: первые результаты Кеплера
Т. Р. Беддинг, Д. Хубер, Д. Стелло и др.
http://arxiv.org/abs/1001.0229
Программа Астеросейсмологии Кеплера: Введение и первые результаты
Рональд Л. Гиллиланд, Т. М. Браун, Дж. Кристенсен-Дальсгаард
http://arxiv.org/abs/1001.0139
