De zeven zussen, zoals ze bekend waren bij de oude Grieken, zijn nu bij moderne astronomen bekend als de Pleiaden-sterrenhoop - een reeks sterren die met het blote oog zichtbaar zijn en al duizenden jaren door culturen over de hele wereld worden bestudeerd. Nu hebben Dr. Tim White van het Stellar Astrophysics Center aan de Universiteit van Aarhus en zijn team van Deense en internationale astronomen een krachtige nieuwe techniek gedemonstreerd voor het observeren van sterren zoals deze, die normaal gesproken veel te helder zijn om naar te kijken met hoogwaardige telescopen. Hun werk is gepubliceerd in de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Met behulp van een nieuw algoritme om de waarnemingen van de Kepler Space Telescope in zijn K2-missie te verbeteren, het team heeft de meest gedetailleerde studie tot nu toe uitgevoerd naar de variabiliteit van deze sterren. Satellieten zoals Kepler zijn ontworpen om te zoeken naar planeten die in een baan om verre sterren draaien door te kijken naar de daling in helderheid als de planeten aan de voorkant passeren, en ook om asteroseismologie te doen, het bestuderen van de structuur en evolutie van sterren zoals onthuld door veranderingen in hun helderheid.

Omdat de Kepler-missie was ontworpen om naar duizenden zwakke sterren tegelijk te kijken, sommige van de helderste sterren zijn eigenlijk te helder om waar te nemen. Door een lichtstraal van een heldere ster op een punt op een cameradetector te richten, zullen de centrale pixels van het beeld van de ster verzadigd raken, wat een zeer aanzienlijk verlies aan precisie veroorzaakt bij het meten van de totale helderheid van de ster. Dit is hetzelfde proces dat een verlies aan dynamisch bereik veroorzaakt bij gewone digitale camera's, die geen vage en heldere details kunnen zien bij dezelfde belichting.

"De oplossing voor het observeren van heldere sterren met Kepler bleek vrij eenvoudig, " zei hoofdauteur Dr. Tim White. "We maken ons vooral zorgen over relatieve, in plaats van absoluut, veranderingen in helderheid. We kunnen deze veranderingen gewoon meten van nabije onverzadigde pixels, en negeer de verzadigde gebieden helemaal."

Maar veranderingen in de beweging van de satelliet en kleine onvolkomenheden in de detector kunnen het signaal van stellaire variabiliteit nog steeds verbergen. Om dit te overwinnen, de auteurs hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om de bijdrage van elke pixel te wegen om de juiste balans te vinden waar instrumentale effecten worden opgeheven, het onthullen van de ware stellaire variabiliteit. Deze nieuwe methode is halo-fotometrie genoemd, een eenvoudig en snel algoritme dat de auteurs hebben uitgebracht als gratis open-sourcesoftware.

De meeste van de zeven sterren blijken langzaam pulserende B-sterren te zijn. een klasse van veranderlijke sterren waarin de helderheid van de ster verandert met perioden van een hele dag. De frequenties van deze pulsaties zijn de sleutel tot het onderzoeken van enkele van de slecht begrepen processen in de kern van deze sterren.

De zevende ster, Maia, is anders:het varieert met een reguliere periode van 10 dagen. Eerdere studies hebben aangetoond dat Maia behoort tot een klasse van sterren met abnormale oppervlakteconcentraties van sommige chemische elementen zoals mangaan. Om te zien of deze dingen verband hielden, een reeks spectroscopische waarnemingen werd gedaan met de Hertzsprung SONG-telescoop.

"Wat we zagen was dat de door Kepler waargenomen helderheidsveranderingen hand in hand gaan met veranderingen in de sterkte van mangaanabsorptie in Maia's atmosfeer, " zei dr. Victoria Antoci, een co-auteur van het werk en assistent-professor aan het Stellar Astrophysics Centre, Universiteit van Aarhus. "We concluderen dat de variaties worden veroorzaakt door een grote chemische vlek op het oppervlak van de ster, die in en uit het zicht komt als de ster roteert met een periode van tien dagen."

"Zestig jaar geleden, astronomen hadden gedacht dat ze variabiliteit in Maia konden zien met perioden van een paar uur en suggereerden dat dit de eerste was van een hele nieuwe klasse van variabele sterren die ze 'Maia-variabelen' noemden, "Wit zei, "maar onze nieuwe waarnemingen laten zien dat Maia zelf geen Maia-variabele is!"

In deze studie werden geen tekenen van exoplanetaire transits gedetecteerd, maar de auteurs laten zien dat hun nieuwe algoritme de precisie kan bereiken die nodig is voor Kepler en toekomstige ruimtetelescopen zoals de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) om planeten te detecteren die sterren passeren die zo helder zijn als onze naburige ster Alpha Centauri. Deze nabije heldere sterren zijn de beste doelen voor toekomstige missies en faciliteiten zoals de James Webb Space Telescope, die eind 2018 van start gaat.