Αυτή την εβδομάδα, τα πρώτα αποτελέσματα από την αποστολή του Kepler βγαίνουν σε κύματα από τη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας (AAS) στην Ουάσιγκτον, DC. Αναφέρομαι σε έναν κλάδο της αστρονομίας για τον οποίο θα ακούσετε περισσότερα καθώς ο Κέπλερ και άλλες αποστολές αρχίζουν να αποκαλύπτουν τις εσωτερικές δομές της αστεροσεολογίας αστέρια. Λοιπόν, τι είναι η αστεροσεολογία;
Η σεισμολογία είναι η μελέτη των σεισμών στη Γη. Αλλά το πιο σημαντικό για τη συζήτησή μας, είναι η μελέτη των σεισμικών κυμάτων. Οι σεισμοί παράγουν διαφορετικούς τύπους σεισμικών κυμάτων που ταξιδεύουν σε διαφορετικά στρώματα βράχων, παρέχοντάς μας έναν τρόπο να απεικονίσουμε δομές βαθιά μέσα στη Γη. Ουσιαστικά, οι μεγάλοι σεισμοί μας παρέχουν ένα φυσικό ηχογράφημα για να κοιτάξουμε μέσα στη Γη, πολύ βαθύτερα από τότε μπορούμε να κάνουμε σήραγγες ή να τρυπήσουμε. Δεδομένου ότι αυτά τα κύματα διαδίδονται από τη μια πλευρά του πλανήτη στην άλλη, μπορούμε να κοιτάξουμε μέχρι το κέντρο της Γης. Έτσι γνωρίζουμε ότι ο εξωτερικός πυρήνας της Γης είναι υγρός και οι σχετικές διαστάσεις και πυκνότητες των άλλων τμημάτων της εσωτερικής και επιφανειακής δομής της Γης.
Η αστεροσεολογία, γνωστή και ως αστρική σεισμολογία, μας δίνει την ίδια εικόνα για τη δομή των αστεριών. Μελετώντας τις ταλαντώσεις στα παλλόμενα αστέρια, οι αστρονόμοι μπορούν να κοιτάξουν τις καρδιές των αστεριών, ένα από τα πιο δύσκολα μέρη που παρατηρούνται σε ολόκληρο το σύμπαν. Ο λόγος που οι αστρικοί εσωτερικοί χώροι μπορούν να ανιχνευθούν από ταλαντώσεις είναι ότι διαφορετικοί τρόποι ταλάντωσης διεισδύουν σε διαφορετικά βάθη μέσα στο αστέρι. Συνδυάζοντας τον ρυθμό και το εύρος των παλμών με άλλες πληροφορίες, όπως τα φάσματα, που αποκαλύπτει ποια είναι η σύνθεση του αστεριού λαμβάνουμε πληροφορίες για την εσωτερική δομή των αστεριών.
Οι αστρικοί τρόποι ταλάντωσης χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες, με βάση τη δύναμη που τους οδηγεί: τρόπους ακουστικής, βαρύτητας και κύματος επιφάνειας. Η λειτουργία p, ή τα ακουστικά κύματα, έχουν την πίεση ως δύναμη, εξ ου και το όνομα "p-mode". Αυτά τα κύματα μπορούν να μας πουν πράγματα για τη δομή και την πυκνότητα των περιοχών κάτω από την επιφάνεια ενός αστεριού. Το g-mode, ή τα κύματα βαρύτητας, περιορίζονται στο εσωτερικό του αστεριού. f-mode, ή τα κύματα επιφανειακής βαρύτητας είναι επίσης κύματα βαρύτητας, αλλά εμφανίζονται στα ή κοντά στα εξωτερικά στρώματα των αστεριών, έτσι μας δίνουν πληροφορίες σχετικά με τις επιφανειακές συνθήκες των αστεριών.
Η ηλιοσιοσμολογία είναι η μελέτη της διάδοσης των ταλαντώσεων κυμάτων στον Ήλιο. Δεδομένου ότι ο Ήλιος είναι το πιο κοντινό αστέρι σε εμάς, είναι πολύ πιο εύκολο να μελετήσουμε τους παλμούς του με μεγαλύτερη λεπτομέρεια. Με την ερμηνεία των ηλιακών ταλαντώσεων μπορούμε ακόμη να εντοπίσουμε τις ηλιακές κηλίδες στην άκρη του Ήλιου προτού περιστραφούν στην προβολή. Πολλά από τα μοντέλα αστρικών εσωτερικών χώρων μας βασίζονται σε πληροφορίες που αποκτήθηκαν μελετώντας τις ταλαντώσεις του Ήλιου. Αλλά ο Ήλιος είναι μόνο ένα αστέρι σε ένα σημείο της εξέλιξής του, οπότε για να κατανοήσουμε πραγματικά τα αστέρια πρέπει να παρατηρήσουμε πολλά περισσότερα αστέρια διαφορετικού μεγέθους, μάζας, σύνθεσης και ηλικίας.
Αυτό ακριβώς κάνει ο Κέπλερ αυτή τη στιγμή. Ο δορυφόρος κοιτάζει ένα τμήμα 100 τετραγωνικών βαθμών του ουρανού μεταξύ Cygnus και Lyra λαμβάνοντας συνεχώς δεδομένα σχετικά με τη φωτεινότητα πάνω από 150.000 αστέρια για τα επόμενα τρία έως πέντε χρόνια. Ενώ η κύρια αποστολή του Kepler είναι να ανακαλύψει την ύπαρξη και την αφθονία πλανητών που μοιάζουν με τη γη γύρω από τα αστέρια, όλη αυτή η φωτομετρία υψηλής ακρίβειας θα χρησιμοποιηθεί για άλλες επιστήμες, ειδικά μελετώντας μεταβλητά αστέρια όλων των τύπων και πραγματοποιώντας αστεροσεολογία σε αστέρια που εμφανίζουν ηλιακές ταλαντώσεις.
Η πολυαναμενόμενη κυκλοφορία των πρώτων επιστημονικών αποτελεσμάτων από την αποστολή Kepler στις 4 Ιανουαρίου, περιελάμβανε πολλά άρθρα σχετικά με την αστεροσεολογία και τη δυνατότητα κατανόησης της αστρικής δομής με πρωτοφανείς λεπτομέρειες. Οι αστρονόμοι οδηγούν το νέο κύμα πληροφοριών σχετικά με τη διάδοση των κυμάτων στα αστέρια. Σέρφινγκ!
Περαιτέρω ανάγνωση:
Το αστεροσεσμικό δυναμικό του Κέπλερ: πρώτα αποτελέσματα για αστέρια ηλιακού τύπου
W. J. Chaplin, Τ. Appourchaux, Υ. Elsworth, et αϊ
http://arxiv.org/abs/1001.0506
Ηλιακές ταλαντώσεις σε κόκκινους γίγαντες χαμηλής φωτεινότητας: πρώτα αποτελέσματα από τον Kepler
T. R. Bedding, D. Huber, D. Stello, et αϊ
http://arxiv.org/abs/1001.0229
Πρόγραμμα Kepler Asteroseismology: Εισαγωγή και Πρώτα Αποτελέσματα
Ronald L. Gilliland, T. M. Brown, J. Christensen-Dalsgaard
http://arxiv.org/abs/1001.0139
