Hvězdné vibrace otevřely dveře hvězdným laboratořím, které nám pomohou lépe pochopit procesy, které lze na Zemi jen velmi obtížně studovat.

Tým australského astrofyzika Tima Beddinga (University of Sydney) publikoval výsledky svého výzkumu v srpnu v Astrophysical Journal.

Vědci využívají hvězdné oscilace, aby zjistili stavbu hvězd. Credit: Tim Bedding

Zvětšit obrázek

Vědci využívají hvězdné oscilace, aby zjistili stavbu hvězd. Credit: Tim Bedding.  Poznámka: animace je patrná až po stažení  obrázku.

Podle Beddinga většina hvězd, včetně Slunce, nepřetržitě pulsuje, což je způsobeno mohutným prouděním (promícháváním, konvekcí) plynů v jejich horních vrstvách. Bedding mohl popsat pulsace sousedních hvězd v naší Galaxii, poněvadž studoval Dopplerův posun viditelného světla, které je vyzařováno z povrchu hvězdy.

Zvětšit obrázek

Mimořádný prof. Tim Bedding (vpravo), australský astrofyzik (University of Sydney)

Vytvořil počítačové modely, aby ukázal, jak jsou tyto pulsace komplikované. "Nevibrují pouze jednoduše a navenek. Vibrují v mnoha různých režimech současně," říká Bedding (viz animace).

Stejně jako geologové používají seismologii pro studium nitra Země, Bedding používá asteroseismologii, aby z hvězdných vibrací neboli „hvězdotřesení“ zjistil více o hvězdách, o jejich složení, hmotnosti a stáří.

Schéma pulsující hvězdy beta Hya (souhvězdí Hydra). Snímky hvězdy byly pořízeny mezinárodním týmem 3,5m dalekohledem na Anglo-Australské observatoři. Credit: Universität von Sydney/Tim Bedding.

Světlo a letitost hvězd
Z frekvence pulsací Bedding zjistil, že hvězda, která je mnohem lehčí než naše Slunce, obsahuje až 30krát méně těžkých prvků - prvků těžších než vodík a helium.

A toto zjištění vypovídá i o stáří hvězd, protože z hmotnosti hvězdy je možno přímo určit délku jejího života. Podle Beddinga lze předpokládat, že hmotnější hvězdy nežijí tak dlouho jako hvězdy méně hmotné. Jejich větší gravitace a vysoké teploty způsobují, že hoří mnohem rychleji než méně hmotné hvězdy.

Zvětšit obrázek

Přibližně 20% všech hvězd jsou „tajné“ proměnné hvězdy, protože jejich nepatrné oscilace neumožňuje naše atmosféra pozorovat. Credit: ESA

Na základě studia „hvězdotřesení“ Bedding zjistil, že pozorovaná hvězda je málo hmotná a velmi stará (kolem 9 miliard let), čímž potvrdil předchozí znalosti o této hvězdě. Předtím bylo stáří hvězd pouze odhadováno z nepřímých měření hmotnosti. "Toto je první přímé měření stáří hvězdy," řekl Bedding.

 Hvězdy jako laboratoře

Zvětšit obrázek

Model slunečních oscilací. Credit: Kiepenheuer Institut for Solar Physics /Dr. Markus Roth

Podle Beddinga budeme schopni nejen přímo měřit stáří hvězd, ale asteroseismologie nám umožní studovat i procesy ve hvězdách, jako například konvekci (proudění plazmy v horních vrstvách hvězdy), změny při hoření v nitru hvězdy, nebo jak probíhá stárnutí hvězd.

„Můžeme studovat přírodní zákony i zákony fyziky v extrémních podmínkách,“ říká Bedding, „V podmínkách, které vědci na Zemi nikdy nemohou napodobit.“

Bedding doufá, že získá finanční zdroje, které mu umožní vybudovat celosvětovou síť dalekohledů, které budou nepřetržitě studovat pulsace hvězd tak, jak to asteroseismologie potřebuje.

Zdroj:
http://www.abc.net.au/science/news/stories/s1637151.htm