Geluid kan mogelijk niet door het vacuüm van de ruimte reizen.

Maar dat weerhoudt sterren er niet van om een ​​symfonie van subsonische tonen los te laten terwijl hun nucleaire ovens complexe trillingen aandrijven. Telescopen kunnen deze trillingen waarnemen als fluctuaties in de helderheid of temperatuur op het oppervlak van een ster.

Begrijp deze trillingen, en we kunnen meer leren over de innerlijke structuur van de ster die anders aan het zicht wordt onttrokken.

"Een cello klinkt als een cello vanwege zijn grootte en vorm, " zegt Jacqueline Goldstein, een afgestudeerde student aan de astronomie-afdeling van de Universiteit van Wisconsin-Madison. "De trillingen van sterren zijn ook afhankelijk van hun grootte en structuur."

In haar werk, Goldstein bestudeert het verband tussen stellaire structuur en trillingen door software te ontwikkelen die verschillende sterren en hun frequenties simuleert. Terwijl ze haar simulaties vergelijkt met echte sterren, Goldstein kan haar model verfijnen en verbeteren hoe astrofysici zoals haar onder het oppervlak van sterren kijken door hun subtiele geluiden te onderzoeken.

Met frequenties die zich herhalen in de orde van minuten tot dagen, je zou stellaire trillingen duizend of een miljoen keer moeten versnellen om ze binnen het bereik van het menselijk gehoor te brengen. Deze weerkaatsingen kunnen het best sterbevingen worden genoemd, naar hun seismische neven op aarde. Het vakgebied wordt astroseismologie genoemd.

Terwijl sterren waterstof samensmelten tot zwaardere elementen in hun kernen, heet plasmagas trilt en zorgt ervoor dat sterren flikkeren. Deze fluctuaties kunnen onderzoekers vertellen over de structuur van een ster en hoe deze zal veranderen naarmate de ster ouder wordt. Goldstein bestudeert sterren die groter zijn dan onze eigen zon.

"Dat zijn degenen die exploderen en zwarte gaten en neutronensterren maken en alle zware elementen in het universum die planeten vormen en, eigenlijk, nieuw leven, " zegt Goldstein. "We willen begrijpen hoe ze werken en hoe ze de evolutie van het universum beïnvloeden. Dus deze echt grote vragen."

In samenwerking met de sterrenkundeprofessoren Rich Townsend en Ellen Zweibel, Goldstein ontwikkelde een programma genaamd GYRE dat aansluit op het stersimulatieprogramma MESA. Met behulp van deze software, Goldstein bouwt modellen van verschillende soorten sterren om te zien hoe hun trillingen eruit kunnen zien voor astronomen. Vervolgens kijkt ze hoe nauw simulatie en realiteit overeenkomen.

"Sinds ik mijn sterren heb gemaakt, Ik weet wat ik erin stop. Dus als ik mijn voorspelde trillingspatronen vergelijk met waargenomen trillingspatronen, als ze hetzelfde zijn, dan geweldig, de binnenkant van mijn sterren is als de binnenkant van die echte sterren. Als ze anders zijn, wat meestal het geval is, die ons informatie geeft die we nodig hebben om onze simulaties te verbeteren en opnieuw te testen, ' zegt Goldstein.

Zowel GYRE als MESA zijn open source-programma's, wat betekent dat wetenschappers vrij toegang hebben tot de code en deze kunnen wijzigen. Elk jaar, zo'n 40 tot 50 mensen volgen een MESA-zomerschool aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara om het programma te leren gebruiken en te brainstormen over verbeteringen. Goldstein en haar groep hebben er baat bij dat al deze gebruikers wijzigingen voorstellen in en fouten herstellen in zowel MESA als hun eigen programma.

Ze krijgen ook een boost van een andere groep wetenschappers:planeetjagers. Twee dingen kunnen de helderheid van een ster doen fluctueren:interne trillingen of een planeet die voor de ster passeert. Naarmate de zoektocht naar exoplaneten - planeten die om andere sterren dan de onze draaien - is toegenomen, Goldstein heeft toegang gekregen tot een schat aan nieuwe gegevens over stellaire fluctuaties die worden ingehaald in dezelfde onderzoeken naar verre sterren.

De nieuwste exoplaneetjager is een telescoop genaamd TESS, die vorig jaar in een baan om de aarde werd gelanceerd om 200 te onderzoeken, 000 van de slimste, dichtstbijzijnde sterren.

"Wat TESS doet, is naar de hele lucht kijken, "zegt Goldstein. "Dus we kunnen van alle sterren die we in onze buurt kunnen zien, zeggen of ze pulseren of niet. Als zij zijn, we zullen hun pulsaties kunnen bestuderen om meer te weten te komen over wat er onder de oppervlakte gebeurt."

Goldstein ontwikkelt nu een nieuwe versie van GYRE om te profiteren van de TESS-gegevens. ermee, ze zal dit stellaire orkest van honderdduizenden sterk gaan simuleren.

Met deze simulaties kunnen we misschien wat meer te weten komen over onze kosmische buren, gewoon door mee te luisteren.