Цього тижня перші результати місії Kepler з'являються хвилями від засідання Американського астрономічного товариства (AAS) у Вашингтоні, округ Колумбія. Я маю на увазі галузь астрономії, про яку ви будете чути більше, коли Кеплер та інші місії починають розкривати внутрішні структури зірок - астеросейсмологія. Отже, що таке астеросейсмологія?
Сейсмологія - це вивчення землетрусів на Землі. Але важливіше для нашої дискусії - це вивчення сейсмічних хвиль. Землетруси виробляють різні типи сейсмічних хвиль, які проходять через різні шари гірської породи, забезпечуючи нам спосіб зображення структур глибоко в межах Землі. По суті, великі землетруси забезпечують нам природну сонограму, щоб заглянути всередину Землі, набагато глибше, ніж ми можемо тунель чи бурити. Оскільки ці хвилі поширюються на всьому шляху від однієї сторони планети до іншої, ми можемо виглядати аж до центру Землі. Ось як ми знаємо, що зовнішнє ядро Землі є рідким, а відносні розміри та щільність інших частин внутрішньої та поверхневої структури Землі.
Астеросейсмологія, також відома як зоряна сейсмологія, дає нам такий самий вид розуміння будови зірок. Вивчаючи коливання у пульсуючих зірок, астрономи можуть зазирнути в самі серця зірок, одне з найскладніших місць для спостереження у всьому Всесвіті. Причина зоряних інтер'єрів може бути зондувана внаслідок коливань в тому, що різні режими коливань проникають на різну глибину всередині зірки. Поєднуючи швидкість і амплітуду пульсації з іншою інформацією, такою як спектри, яка розкриває, який склад зірки, ми отримуємо інформацію про внутрішню будову зірок.
Зоряні коливальні режими поділяються на три категорії, виходячи із сили, що їх приводить в рух: акустичний, гравітаційний та поверхнево-гравітаційний хвильові режими. p-режим або акустичні хвилі мають тиск як свою силу, звідси і назва "p-mode". Ці хвилі можуть розповісти нам про будову та щільність регіонів під поверхнею зірки. g-режим, або гравітаційні хвилі, обмежуються внутрішністю зірки. f-режим, або поверхневі гравітаційні хвилі - це також гравітаційні хвилі, але виникають на зовнішніх шарах зірок або біля них, тому вони дають нам інформацію про поверхневі умови зірок.
Геліосейсмологія - це дослідження поширення хвильових коливань на Сонці. Оскільки Сонце є найближчою для нас зіркою, набагато простіше вивчити її пульсації більш детально. Інтерпретуючи сонячні коливання, ми можемо навіть виявити сонячні плями на далекій стороні Сонця, перш ніж вони обертаються в поле зору. Багато наших моделей зоряних інтер'єрів засновані на інформації, отриманій при вивченні коливань Сонця. Але Сонце - це лише одна зірка в один момент своєї еволюції, тому для того, щоб зрозуміти зірки, нам потрібно спостерігати ще багато зірок різної величини, маси, складу та віку.
Саме цим займається зараз Кеплер. Супутник дивиться на 100 квадратних градусів неба між Сигнусом та Лірою, безперервно беручи дані про яскравість понад 150 000 зірок протягом наступних трьох-п'яти років. Хоча основна місія Кеплера - виявити існування та велику кількість землеподібних планет навколо зірок, вся ця високоточна фотометрія буде використана для інших наук, особливо для вивчення змінних зірок усіх типів та проведення астеросейсмології на зірках, що демонструють сонячні коливання.
Багатоочікуваний випуск перших наукових результатів під час місії Кеплера 4 січня включав численні статті про астеросейсмологію та потенціал для розуміння зоряної структури безпрецедентно докладно. Астрономи їдуть на нову хвилю інформації про поширення хвиль у зірках. Поверніться!
Подальше читання:
Астеросейсмічний потенціал Кеплера: перші результати для зірок сонячного типу
W. J. Chaplin, T. Appourchaux, Y. Elsworth та ін
http://arxiv.org/abs/1001.0506
Сонячні коливання у червоних гігантів низької освітленості: перші результати від Kepler
Т. Р. Бедінг, Д. Хубер, Д. Стелло та ін
http://arxiv.org/abs/1001.0229
Програма астеросейсмології Кеплера: Вступ та перші результати
Рональд Л. Гілліланд, Т. М. Браун, Дж. Крістенсен-Далсгаард
http://arxiv.org/abs/1001.0139
