Астрономи виявили нові підказки щодо «збоїв» зірок

Вчені знайшли спосіб досліджувати внутрішню роботу деяких найяскравіших зірок на небі. Міжнародна група дослідників, використовуючи дані космічного телескопа NASA Kepler, виявила нові докази того, що червоні гіганти – зірки, які досягли кінця свого життєвого циклу та вичерпали запаси водню – часто зазнають значних структурних змін, або «збоїв, ” глибоко всередині їхнього внутрішнього ядра.

Зоряні збої, які популяризують у засобах масової інформації, пов’язані з обертанням зірки, але провідний автор Матьє Врард вивчає інший тип дефекту. Збої в цьому дослідженні можуть впливати на коливання зірки або на частоти та шляхи, якими звукові хвилі проходять крізь зірку.

Червоні згусткові зірки, об’єкти, що горять у гелієвому ядрі, часто використовуються в астрофізичних дослідженнях як зонди відстані для вимірювання таких аспектів, як щільність галактик, і щоб дізнатися більше про фізичні процеси, що стоять за хімічною еволюцією зірок. Тому життєво важливо, щоб вчені розуміли, чому відбуваються ці розриви, сказав Врард, науковий співробітник астрономії в Університеті штату Огайо.

«Аналізуючи ці варіації, ми можемо використовувати їх, щоб отримати не тільки глобальні параметри зірки, але й інформацію про точну структуру цих об’єктів», — сказав він.

Дослідження, нещодавно опубліковане в журналі Nature Communications, є першим, у якому виконано детальні спостереження за характеристиками найглибших шарів цих червоних гігантів.

Щоб визначити, чи ці збої стають все більш поширеними в певних групах зірок, команда відібрала вибірку з 359 червоних гігантів, які були нижче певної зоряної маси, і виміряла різні властивості та індивідуальні частоти кожної зірки.

Команда знайшла докази того, що 24 з опитаних червоних гігантів (приблизно 7% у вибірці) зазнавали періодичних структурних розривів у той чи інший момент протягом свого життя. Хоча 7% може здатися небагато, якщо застосувати його до всіх відомих зірок у нашому Всесвіті, кількість зірок, які мають ці нерівності, буде величезною.

Є дві основні теорії, які пояснюють, як можуть працювати ці порушення. Перший сценарій припускає, що збої присутні впродовж еволюції зірки, але, як правило, вони дуже слабкі та нижчі за порогове значення, яке астрономи класифікували б як справжній розрив.

Друга припускає, що нерівності «згладжуються» якимось невідомим фізичним процесом, який згодом призводить до змін у структурі ядра зірки. Як виявилося, перший сценарій не підтримується моделлю цього дослідження, яка передбачає, що спостережувані збої насправді є звичайним явищем, але потрібні більш точні дані, перш ніж вчені зможуть впевнено підписатися на другий.

«Ми думаємо, що друга теорія може витримати краще, оскільки перша не мала сенсу в наших спостереженнях», — сказав Врард.

Оскільки дослідження пропонує кращу характеристику фізичних процесів, що відбуваються всередині зірок червоних гігантів, робота Врадра потенційно може мати значні наслідки для галузі астеросейсмології – розділу астрономії, який вивчає внутрішній склад зірок за допомогою коливань звукових хвиль – і для галактичної археології, галузь, яка використовує докладні зоряні скам’янілості, щоб розкрити історію Всесвіту.І хоча поточний аналіз Врадра підійшов до кінця, він прагне спиратися на знання наукового товариства про зірки червоних гігантів, вивчаючи точніші дані, які могли б допомогти розробити ще більш витончені моделі зірок.