Вс. Фев 25th, 2024

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.

Аппарат «Гайя» (Gaia)

Большинству из нас бесчисленные яркие пятна на ночном небе кажутся звездами. Но на самом деле некоторые из этих пятен 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, которые они сейчас решают.

Именно с этой целью Европейское космическое агентство (ESA) запустило миссию «Гайя» (Gaia) 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. «Гея увеличила в 10 000 раз количество звезд, параллаксы которых измеряются, благодаря значительному увеличению точности по сравнению с ее предшественницей, миссией ЕКА Hipparcos», — говорит он.

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

Ученые используют параллакс, чтобы определить расстояние до звезд.
Ученые используют параллакс, чтобы определить расстояние до звезд.

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 отклонения Гайи, сравнив параллаксы, сообщенные спутником, с параллаксами тех же звезд, которые мы определили с помощью астеросейсмологии», — говорит Сания Хан, ученый из исследовательской группы Андерсона и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Astronomy & Astrophysicals.

Точно так же, как геологи изучают структуру Земли с помощью землетрясений, астрономы используют астеросейсмологию и, в частности, вибрации и колебания звезд, чтобы собрать информацию об их физических свойствах. Звездные колебания измеряются как крошечные изменения интенсивности света и преобразуются в звуковые волны, создавая частотный спектр 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».

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 ходе этого процесса параллаксы с теми, о которых сообщила Гайя, чтобы проверить точность измерений спутника.

Больше информации: S. Khan et al, Investigating Gaia EDR3 parallax systematics using asteroseismology of Cool Giant Stars observed by Kepler, K2, and TESS, Astronomy & Astrophysics (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202346196

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *