Op het eerste gezicht, het lijkt onmogelijk om in een ster te kijken. Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Earl Bellinger en Saskia Hekker van het Max Planck Institute for Solar System Research in Göttingen, heeft, Voor de eerste keer, bepaalde de diepe innerlijke structuur van twee sterren op basis van hun oscillaties.

onze zon, en de meeste andere sterren, ervaar pulsaties die zich als geluidsgolven door het binnenste van de ster verspreiden. De frequenties van deze golven zijn afgedrukt op het licht van de ster, en kan later door astronomen hier op aarde worden gezien. Vergelijkbaar met hoe seismologen de innerlijke structuur van onze planeet ontcijferen door aardbevingen te analyseren, astronomen bepalen de eigenschappen van sterren aan de hand van hun pulsaties - een veld dat asteroseismologie wordt genoemd. Nutsvoorzieningen, Voor de eerste keer, een gedetailleerde analyse van deze pulsaties heeft Earl Bellinger in staat gesteld, Saskia Hekker en hun collega's om de interne structuur van twee verre sterren te meten.

De twee sterren die ze analyseerden, maken deel uit van het 16 Cygni-systeem (bekend als 16 Cyg A en 16 Cyg B) en beide lijken erg op onze eigen zon. "Door hun kleine afstand van slechts 70 lichtjaar, deze sterren zijn relatief helder en dus bij uitstek geschikt voor onze analyse, ", zegt hoofdauteur Earl Bellinger. "Voorheen, het was alleen mogelijk om modellen te maken van het interieur van de sterren. Nu kunnen we ze meten."

Om een ​​model te maken van het interieur van een ster, astrofysici variëren modellen van stellaire evolutie totdat een van hen past in het waargenomen frequentiespectrum. Echter, de pulsaties van de theoretische modellen verschillen vaak van die van de sterren, hoogstwaarschijnlijk te wijten aan het feit dat sommige stellaire fysica nog steeds onbekend is.

Bellinger en Hekker besloten daarom de inverse methode te gebruiken. Hier, ze hebben de lokale eigenschappen van het binnenste van de sterren afgeleid van de waargenomen frequenties. Deze methode is minder afhankelijk van theoretische aannames, maar het vereist uitstekende meetgegevenskwaliteit en is wiskundig uitdagend.

Met behulp van de omgekeerde methode, de onderzoekers keken meer dan 500, 000 km diep in de sterren - en ontdekte dat de geluidssnelheid in de centrale regio's groter is dan voorspeld door de modellen. "In het geval van 16 Cyg B, deze verschillen kunnen worden verklaard door te corrigeren wat we dachten dat de massa en de grootte van de ster was, " zegt Bellinger. In het geval van 16 Cyg A, echter, de oorzaak van de afwijkingen kon niet worden achterhaald.

Het is mogelijk dat nog onbekende fysische verschijnselen niet voldoende in aanmerking worden genomen door de huidige evolutionaire modellen. "Elementen die in de vroege fasen van de evolutie van de ster zijn gemaakt, zijn mogelijk van de kern van de ster naar de buitenste lagen getransporteerd, " legt Bellinger uit. "Dit zou de interne gelaagdheid van de ster veranderen, wat dan van invloed is op hoe het oscilleert."

Deze eerste structurele analyse van de twee sterren zal worden gevolgd door meer. "Tien tot 20 extra sterren die geschikt zijn voor een dergelijke analyse zijn te vinden in de gegevens van de Kepler Space Telescope, " zegt Saskia Hekker, die de Stellar Ages and Galactic Evolution (SAGE) Research Group leidt aan het Max Planck Instituut in Göttingen. In de toekomst, NASA's TESS-missie (Transiting Exoplanet Survey Satellite) en de PLATO (Planetary Transits and Oscillation of Stars) ruimtetelescoop gepland door de European Space Agency (ESA) zullen nog meer gegevens verzamelen voor dit onderzoeksgebied.

De inverse methode levert nieuwe inzichten op die ons begrip van de fysica in sterren zullen helpen verbeteren. Dit zal leiden tot betere stellaire modellen, wat ons vermogen zal verbeteren om de toekomstige evolutie van de zon en andere sterren in onze melkweg te voorspellen.