Одно время ученые полагали, что Земля, Луна и все другие планеты в нашей Солнечной системе были совершенными сферами. То же самое относится и к Солнцу, которое они считают небесным шаром, который был источником всей нашей теплоты и энергии. Но, как показали время и исследования, Солнце далеко от совершенства. В дополнение к солнечным пятнам и солнечным вспышкам Солнце не является полностью сферическим.
Некоторое время астрономы полагали, что это относится и к другим звездам. Вследствие ряда факторов все звезды, ранее изученные астрономами, по-видимому, испытывали некоторую выпуклость на экваторе (то есть сплющенность). Однако в исследовании, опубликованном группой международных астрономов, теперь выяснилось, что медленно вращающаяся звезда, расположенная на расстоянии 5000 световых лет, настолько близка к сферической, насколько мы когда-либо видели!
До сих пор наблюдение за звездами ограничивалось лишь несколькими из наиболее быстро вращающихся близлежащих звезд и было возможно только с помощью интерферометрии. Этот метод, который обычно используется астрономами для получения оценок размеров звезд, основан на использовании нескольких небольших телескопов, получающих электромагнитные показания звезды. Эта информация затем объединяется, чтобы создать изображение с более высоким разрешением, которое будет получено большим телескопом.
Тем не менее, проведя измерения астеросейсмических свойств ближайшей звезды, команда астрономов - из Института Макса Планка, Токийского университета и Нью-Йоркского университета Абу-Даби (NYUAD) - смогли получить гораздо более точное представление о ее форме. Их результаты были опубликованы в исследовании под названием «Форма медленно вращающейся звезды, измеренной с помощью астеросейсмологии», которое недавно появилось в Американской ассоциации развития науки.
Лоран Гизон, исследователь из Института Макса Планка, был ведущим автором статьи. Как он объяснил их методологию исследования в журнале Space по электронной почте:
«Новый метод, который мы предлагаем в этой статье для измерения звездных форм, астеросейсмология, может быть на несколько порядков более точным, чем оптическая интерферометрия. Это относится только к звездам, которые колеблются в долгоживущих нерадиальных модах. Предельная точность метода определяется точностью измерения частот мод колебаний. Чем больше продолжительность наблюдения (четыре года в случае Кеплера), тем выше точность на частотах мод. В случае KIC 11145123 наиболее точные модовые частоты могут быть определены в одной части на 10 000 000. Отсюда удивительная точность астеросейсмологии ».
Расположенный на расстоянии 5000 световых лет от Земли, KIC 11145123 считался идеальным кандидатом для этого метода. Например, Kepler 11145123 - горячий и светящийся, более чем в два раза больше нашего Солнца, и вращается с периодом 100 дней. Его колебания также долговечны и соответствуют непосредственно колебаниям его яркости. Используя данные, полученные НАСА Kepler миссия за более чем четыре года, команда смогла получить очень точные оценки формы.
«Мы сравнили частоты мод колебаний, которые более чувствительны к низкоширотным областям звезды, с частотами мод, которые более чувствительны к высоким широтам», - сказал Гизон. «Это сравнение показало, что разница в радиусе между экватором и полюсами составляет всего 3 км с точностью до 1 км. Это делает Kepler 11145123 самым грубым из когда-либо измеренных природных объектов, он даже более круглый, чем Солнце ».
Для сравнения, наше Солнце имеет период вращения около 25 дней, а разница между его полярным и экваториальным радиусами составляет около 10 км. А на Земле, период вращения которой составляет менее суток (23 часа 56 минут и 4,1 секунды), разница между ее полярностью и экватором составляет более 23 км (14,3 мили). Причина такой значительной разницы - нечто загадочное.
В прошлом астрономы обнаружили, что форма звезды может зависеть от множества факторов - таких как их скорость вращения, магнитные поля, тепловые асферичности, крупномасштабные потоки, сильные звездные ветра или гравитационное влияние звездных спутников или гигантов. планеты. Следовательно, измерение «асферичности» (т. Е. Степени, в которой звезда НЕ является сферой) может многое рассказать астрономам о структурах звезды и ее системе планет.
Обычно считается, что скорость вращения имеет непосредственное отношение к асферичности звезд - то есть, чем быстрее она вращается, тем более сжатой она является. Однако, глядя на данные, полученные зондом Кеплера за период в четыре года, они заметили, что его сжатие составляло лишь треть от того, что они ожидали, учитывая его скорость вращения.
Таким образом, они были вынуждены прийти к выводу, что что-то еще было ответственным за очень сферическую форму звезды. «Мы предполагаем, что присутствие магнитного поля в низких широтах может сделать звезду более сферической по отношению к колебаниям звезд», - сказал Гизон. «В физике Солнца известно, что акустические волны распространяются быстрее в магнитных областях».
Заглядывая в будущее, Гизон и его коллеги надеются исследовать другие звезды, такие как Kepler 11145123. В одной только нашей Галактике есть много звезд, колебания которых можно точно измерить, наблюдая за изменениями их яркости. Таким образом, международная команда надеется применить свой метод астеросейсмологии к другим звездам, наблюдаемым Кеплером, а также к предстоящим миссиям, таким как TESS и PLATO.
«Так же, как гелиосейсмология может быть использована для изучения магнитного поля Солнца, так и астеросейсмология может быть использована для изучения магнетизма на далеких звездах», - добавил Гизон. «Это главное послание этого исследования».
