Door te luisteren naar de kloppende harten van sterren, astronomen hebben voor het eerst een levensritme geïdentificeerd voor een klasse van stellaire objecten die wetenschappers tot nu toe voor een raadsel hadden gesteld.

Hun bevindingen worden vandaag gerapporteerd in Natuur .

"Voorheen vonden we te veel door elkaar gegooide noten om deze pulserende sterren goed te begrijpen, " zei hoofdauteur professor Tim Bedding van de Universiteit van Sydney. "Het was een puinhoop, alsof je naar een kat luistert die op een piano loopt."

Het internationale team gebruikte gegevens van NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), een ruimtetelescoop die voornamelijk wordt gebruikt om planeten te detecteren rond enkele van de dichtstbijzijnde sterren bij de aarde. Het voorzag het team van helderheidsmetingen van duizenden sterren, waardoor ze 60 konden vinden waarvan de pulsaties logisch waren.

"De ongelooflijk nauwkeurige gegevens van NASA's TESS-missie hebben ons in staat gesteld om door de ruis te snijden. Nu kunnen we structuur detecteren, meer zoals het luisteren naar mooie akkoorden die op de piano worden gespeeld, ' zei professor Beddengoed.

De bevindingen vormen een belangrijke bijdrage aan ons algemene begrip van wat er zich afspeelt in de ontelbare biljoenen sterren in de kosmos.

De middelgrote sterren in kwestie - ongeveer 1,5 tot 2,5 keer de massa van onze zon - staan ​​bekend als delta Scuti-sterren, genoemd naar een veranderlijke ster in het sterrenbeeld Scutum. Bij het bestuderen van de pulsaties van deze klasse van sterren, astronomen hadden eerder veel pulsaties gedetecteerd, maar had geen duidelijke patronen kunnen ontdekken.

Het door Australië geleide team van astronomen heeft de detectie gerapporteerd van opmerkelijk regelmatige hoogfrequente pulsatiemodi in 60 delta Scuti-sterren, variërend van 60 tot 1400 lichtjaar afstand.

"Deze definitieve identificatie van pulsatiemodi opent een nieuwe manier waarop we de massa's kunnen bepalen, leeftijden en interne structuren van deze sterren, ' zei professor Beddengoed.

Daniël Hé, een doctoraat student aan de Universiteit van Sydney en co-auteur van het papier, ontwierp de software waarmee het team de TESS-gegevens kon verwerken.

"We moesten alle 92 verwerken, 000 lichtbogen, die de helderheid van een ster in de tijd meten. Vanaf hier moesten we door het lawaai heen, ons achterlatend met de duidelijke patronen van de 60 sterren die in het onderzoek zijn geïdentificeerd, " hij zei.

"Met behulp van de open-source Python-bibliotheek, lichtkurve, we zijn erin geslaagd om alle lichtcurvegegevens op mijn universitaire desktopcomputer in slechts enkele dagen te verwerken."

asteroseismologie

De binnenkant van sterren was ooit een mysterie voor de wetenschap. Maar de afgelopen decennia is astronomen hebben de interne oscillaties van sterren kunnen detecteren, hun structuur onthullen. Dit doen ze door stellaire pulsaties te bestuderen met behulp van nauwkeurige metingen van veranderingen in lichtopbrengst.

In de loop van de tijd, variaties in de gegevens onthullen ingewikkelde - en vaak regelmatige - patronen, waardoor we in het hart van de enorme nucleaire ovens kunnen staren die het universum van stroom voorzien.

Deze tak van wetenschap, bekend als asteroseismologie, stelt ons in staat om niet alleen de werking van verre sterren te begrijpen, maar om te doorgronden hoe onze eigen zon zonnevlekken produceert, fakkels en diepe structurele beweging. Toegepast op de zon, het geeft zeer nauwkeurige informatie over de temperatuur, chemische samenstelling en zelfs productie van neutrino's, die van belang kunnen zijn in onze jacht op donkere materie.

"Asteroseismologie is een krachtig hulpmiddel waarmee we een breed scala aan sterren kunnen begrijpen, Professor Bedding zei. "Dit is met groot succes gedaan voor vele klassen van pulsators, waaronder lichte zonachtige sterren, rode reuzen, zware sterren en witte dwergen.

"De delta Scuti-sterren hadden ons tot nu toe verbijsterd."

Isabel Colman, een co-auteur en Ph.D. student aan de Universiteit van Sydney, zei:"Ik vind het ongelooflijk dat we technieken als deze kunnen gebruiken om naar de binnenkant van sterren te kijken.

"Sommige van de sterren in onze voorbeeldgastplaneten, inclusief bèta Pictoris, slechts 60 lichtjaar van de aarde verwijderd en vanuit Australië met het blote oog zichtbaar. Hoe meer we weten over sterren, hoe meer we leren over hun mogelijke effecten op hun planeten."

Slechte 'sociale afstand'

De identificatie van regelmatige patronen in deze middelzware sterren zal het bereik van asteroseismologie naar nieuwe grenzen uitbreiden, zei professor Beddengoed. Bijvoorbeeld, het zal ons in staat stellen om de leeftijden van jonge bewegende groepen te bepalen, clusters en sterrenstromen.

"Onze resultaten laten zien dat deze klasse van sterren erg jong is en dat sommigen de neiging hebben om in losse associaties rond te hangen. Ze hebben nog geen idee van 'social distancing'-regels, ' zei professor Beddengoed.

Dr. George Ricker van het MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research is hoofdonderzoeker voor NASA's Transiting Exoplanet Sky Survey, waaruit de studie zijn gegevens heeft gehaald.

Hij zei:"We zijn verheugd dat TESS-gegevens door astronomen over de hele wereld worden gebruikt om onze kennis van stellaire processen te verdiepen. De bevindingen in dit opwindende nieuwe artikel onder leiding van Tim Bedding hebben geheel nieuwe horizonten geopend voor een beter begrip van een hele klasse van sterrenstelsels. sterren."