science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Het meten van stellaire oscillaties met Kepler

Krediet:CC0 Publiek Domein

De Kepler-satelliet staat bekend om zijn ontdekking van duizenden exoplaneten door continu en nauwgezet de helderheid van meer dan een half miljoen sterren te meten voor de handtekeningen van transiterende exoplaneten. Minder bekend zijn de revolutionaire gevolgen van zijn monitoringprogramma voor stellaire astrofysica, in het bijzonder voor de studie van stellaire oscillaties. Onze eigen ster, de zon, staat sinds de jaren 60 bekend om oscillaties, die analoog zijn aan het luiden van een bel, als drukgolven gegenereerd door zijn rotatie en interne structuur circuleren rond het oppervlak. De oscillaties kunnen worden geanalyseerd om details van de interne structuren van een ster te onthullen. Rode reuzensterren, die zich in een fase van stellaire evolutie bevinden nadat de normale waterstofverbranding is voltooid en in diameter zijn gezwollen, zijn van bijzonder belang omdat de oscillaties in hun oppervlak langzamer zijn en een grotere amplitude hebben dan in kleinere sterren, en dus makkelijker te meten. Voor de komst van ruimtetelescopen, echter, zelfs dergelijke metingen op rode reuzen slaagden op slechts enkele objecten. De Kepler- en Corot-missies hebben sindsdien oscillaties gemeten in duizenden rode reuzensterren.

De Kepler-missie ontdekte een nieuwe klasse dubbelster die bewijs vertoonde voor getijdenvervormingen in het oppervlak (en zijn lichtcurve) toen de metgezel dichtbij passeerde, en deze systemen werden "hartslag" -sterren genoemd. De morfologie van de vervormingen kan worden gebruikt om details van de dubbelsterbaan te verfijnen, zelfs wanneer de begeleidende ster niet door onze gezichtslijn gaat om de primaire te verduisteren. Sommige rode reuzensterren met zonne-achtige oscillaties zijn ook hartslagsterren, en de combinatie samen met snelheidsmetingen, maakt het mogelijk deze systemen tot in detail te karakteriseren.

De ster KIC-3890 is zo'n binair systeem. Het bevat een rode reus en een M-dwergster in een zeer excentrieke, 153 dagen baan, en Kepler observeerde het bijna vier jaar lang bijna continu. CfA-astronomen Allyson Bieryla en Dave Latham waren lid van een team dat de hartslag en oscillaties analyseerde met een nieuwe reeks synthetische modellen. Ze hebben vastgesteld dat de massa van de rode reus 1,04 zonsmassa's is tot op ongeveer 6 procent, en zijn straal is 5,8 zonnestralen tot op ongeveer 3,4 procent, en dat de metgezel een M-dwerg is met een massa van 0,23 zonsmassa's en een straal van 0,256 zonnestralen met nog kleinere onzekerheden. Aangezien stellaire oscillaties evolueren naarmate een ster ouder wordt, de oscillaties stelden de astronomen in staat de leeftijd van de rode reus - en dus van het systeem zelf - te beperken tot ongeveer 9 miljard jaar, met een onzekerheid van ongeveer 25 procent.