Op basis van de resultaten van het eerste jaar van de Kepler-missie hebben onderzoekers een manier geleerd om twee verschillende groepen rode reuzensterren te onderscheiden: de reuzen en de werkelijk gigantische reuzen. De bevindingen verschijnen deze week inNatuur.
Rode reuzen, die de toevoer van waterstof in hun kernen hebben uitgeput, verbranden waterstof in een omringende schaal. Zodra een rode reus voldoende ontwikkeld is, ondergaat het helium in de kern ook fusie. Tot nu toe zagen de zeer verschillende fasen er ongeveer hetzelfde uit.
Hoofdauteur Timothy Bedding, van de Universiteit van Sydney in Australië, en zijn collega's gebruikten uiterst nauwkeurige fotometrie verkregen door het Kepler-ruimtevaartuig
meer dan een jaar om oscillaties in honderden rode reuzen te meten.
Met behulp van een techniek die asteroseismologie wordt genoemd, konden de onderzoekers de sterren in twee duidelijke groepen plaatsen, 'waardoor we ondubbelzinnig onderscheid konden maken tussen waterstofschilbrandende sterren (periode van meestal 50 seconden) en sterren die ook helium branden (periode van afstand 100) tot 300 seconden) ', schrijven ze. Deze laatste populatie verleent de ster een oscillatiepatroon dat wordt gedomineerd door periodes van de zwaartekrachtmodus.
In een verwant Nieuws en meningen artikel, Travis Metcalfe of the Boulder, Colo.-gebaseerd Nationaal Centrum voor Atmosferisch Onderzoek legt uit dat, net als de zon, “het oppervlak van een rode reus lijkt te koken omdat convectie warmte opwekt van binnenuit en het uitstraalt in de kou van de ruimte . Deze turbulente bewegingen werken als continue sterbevingen en creëren geluidsgolven die door het interieur en terug naar de oppervlakte reizen. ” Sommige van de geluiden, schrijft hij, hebben precies de juiste toon - een miljoen keer lager dan wat mensen kunnen horen - om staande golven op te zetten die bekend staan als oscillaties, waardoor de hele ster zijn helderheid regelmatig verandert gedurende uren en dagen, afhankelijk van de grootte. Asteroseismologie is een methode om die oscillaties te meten.
Metcalfe legt verder uit dat het levensverhaal van een rode reus niet alleen afhangt van zijn leeftijd, maar ook van zijn massa, waarbij sterren kleiner dan ongeveer tweemaal de massa van de zon een plotselinge ontsteking ondergaan, een heliumflits genaamd.
“Bij meer massieve sterren verloopt de overgang naar heliumkernverbranding geleidelijk, dus de sterren vertonen een breder scala aan kerngroottes en ervaren nooit een heliumflits. Bedding en collega's laten zien hoe deze twee populaties observerend kunnen worden onderscheiden met behulp van hun oscillatiemodi, wat nieuwe gegevens oplevert om een niet eerder geteste voorspelling van de stellaire evolutietheorie te valideren, 'schrijft hij.
De auteurs van het onderzoek concluderen dat hun nieuwe meting van de ruimte-afstanden tussen de zwaartekrachtmodi “een uiterst betrouwbare parameter is om sterren te onderscheiden in deze twee evolutionaire stadia, waarvan bekend is dat ze zeer verschillende kerndichtheden hebben, maar verder erg vergelijkbaar zijn in hun fundamentele eigenschappen (massa , helderheid en straal). We merken op dat andere asteroseismische waarnemingen, zoals de kleine p-mode scheidingen, dit niet kunnen. ”
Bron: natuur
