Asteroseismologie is een relatief nieuw vakgebied in de astronomie. Deze golven worden niet direct gehoord, maar als ze het oppervlak raken, kunnen ze ervoor zorgen dat het golft, waardoor de spectraallijnen op deze manier verschuiven of de buitenste lagen worden samengedrukt, waardoor ze helderder worden en vervagen, wat kan worden gedetecteerd met fotometrie. Door deze variaties te bestuderen, zijn astronomen in sterren gaan kijken. Zoveel is algemeen bekend, maar sommige van de specifieke trucs komen niet vaak ter sprake bij het bespreken van het onderwerp. Dus hier zijn vijf dingen die u kunt doen met asteroseismologie waarvan u misschien nog niet wist!
1. Bepaal de leeftijd van een ster
Uit de wetenschap van de middelbare school moet je weten dat geluid met een karakteristieke snelheid door een medium zal reizen voor een gegeven temperatuur en druk. Deze informatie vertelt je iets over de chemische samenstelling van de ster. Dit is fantastisch omdat astronomen dat dan kunnen controleren aan de hand van voorspellingen van stellaire modellen. Maar astronomen kunnen ook nog een stap verder gaan. Aangezien de kern van een ster gedurende zijn levensduur langzaam waterstof omzet in helium, zal die samenstelling veranderen. Hoeveel het is veranderd van zijn oorspronkelijke samenstelling tot het punt waarop er niet langer genoeg waterstof is om fusie te ondersteunen, vertelt je hoe ver een ster in de hoofdreekslevensduur is. Omdat we de leeftijd van het zonnestelsel heel goed kennen van meteorieten, hebben astronomen deze techniek gekalibreerd en zijn ze deze gaan gebruiken op andere sterren zoals α Centauri. Spectroscopisch wordt verwacht dat deze ster bijna identiek is aan de zon; het heeft een zeer vergelijkbaar spectraal type en chemische samenstelling. Maar een studie uit 2005 waarbij deze techniek werd gebruikt, zette α Cen vast als 6,7 ± 0,5 miljard jaar, wat ongeveer anderhalf miljard jaar ouder is dan de zon. Het is duidelijk dat dit nog steeds een vrij grote onzekerheid heeft (bijna 10%), maar de techniek is nog nieuw en zal zeker in de toekomst worden verfijnd.
En alsof dat op zichzelf niet cool genoeg was, beginnen astronomen deze techniek nu te gebruiken op sterren met bekende planeten om de planeten beter te begrijpen! Dit kan in veel gevallen belangrijk zijn, aangezien planeten aanvankelijk feller zullen gloeien in jongere systemen, omdat ze nog steeds warmte van hun formatie vasthouden en deze hoeveelheid extra licht astronomen zou kunnen verwarren over hoe licht kan worden gereflecteerd, wat leidt tot onnauwkeurige schattingen van andere eigenschappen zoals grootte of reflectiviteit.
2. Bepaal interne rotatie
We weten al dat het draaien van sterren een beetje grappig is. Ze draaien sneller aan hun evenaar dan aan hun polen, een fenomeen dat bekend staat als differentiële rotatie. Maar van sterren wordt ook verwacht dat ze verschillen in rotatie hebben naarmate je dieper wordt. Voor sterren zoals de zon is dit effect gerelateerd aan een verschil in energietransportmechanismen: stralend, waarbij energie wordt geleid door een stroom van fotonen in het diepe binnenste, tot convectief, waar energie wordt vervoerd door massastromen van materie, waardoor het koken ontstaat beweging die we aan de oppervlakte zien. Bij deze grens veranderen de fysieke parameters van het systeem en zal het materiaal differentieel stromen. Deze grens staat bekend als de tachocline. Binnen de zon wisten we dat het er is, maar met behulp van asteroseismologie (die, wanneer gebruikt op de zon bekend als helioseismologie), hebben astronomen het zelfs vastgezet. Het is 72% de uitweg uit de kern.
3. Zoek planeten
Tot voor kort was de meest betrouwbare manier om planeten te vinden het zoeken naar de spectroscopische beweging terwijl de planeten de ster rondslepen. Deze techniek klinkt heel rechttoe rechtaan, en dat kan ook, tenzij de ster veel eigen beweging heeft vanwege de effecten die asteroseismologie mogelijk maken. Die effecten kunnen gemakkelijk veel groter zijn dan die van planeten. Dus als je planeten wilt vinden die verloren zijn gegaan in het woud van lawaai, kun je het beste de effecten begrijpen die worden veroorzaakt door het pulserende stellaire oppervlak. Nadat astronomen die effecten op de V391 Pegasi hadden geannuleerd, ontdekten ze een planeet. En wat een rare was het. Deze planeet draait om een sub-dwergster, de heliumkern van een post-hoofdreeksster die zijn waterstofomhulsel heeft uitgestoten. Dit gebeurt natuurlijk tijdens de rode reuzenfase, wanneer de ster zou moeten zijn opgezwollen om de gasreuzenplaneet in een baan om de aarde te verdringen. Maar blijkbaar heeft de planeet het overleefd, of kwam het op de een of andere manier later.
4. Zoek begraven zonnevlekken
Wat het recente nieuws betreft, heeft de helioseismologie onlangs enkele zonnevlekken gevonden. Dit zou geen probleem zijn. Iedereen met een goed gefilterde telescoop kan ze vinden. Behalve dat deze ongeveer 60.000 km onder het oppervlak van de zon waren begraven. Door de seismische gegevens te gebruiken, ontdekten astronomen een dicht gebied onder het oppervlak. Dit gebied werd, net als zonnevlekken, veroorzaakt door een kluwen in het magnetische veld die het materiaal op zijn plaats hield. Toen het naar de oppervlakte kwam, werd het een zonnevlek. Hier is de video:
5. Maak "Muziek"
Omdat veel van de gebeurtenissen die de geluidsgolven in sterren veroorzaken, periodiek zijn, zijn ze ritmisch van aard. Dit heeft geleid tot veel verkenningen om deze natuurlijk gecreëerde beats te gebruiken om muziek te maken. Een direct voorbeeld is deze die simpelweg tonen toewijst aan de pulsatiemodi. De site merkt ook op dat de beat die door een van de sterren is gemaakt, is gebruikt als basis voor clubmuziek in België. Dit is ook gedaan voor langere "symfonieën" door Zoltan Kollath.
