COROT впервые "услышал" звезды.28.10.2008 12:34 | Н.Т. Ашимбаева/ГАИШ, Москва
Открытие колебаний Солнца в 1960-х годах привело к созданию науки
гелиосейсмологии, с помощью которой
определяется структура внутренних слоев Солнца. Подобно тому, как на Земле сейсмологи,
изучая распространение звуковых волн при землетрясениях,
получают информацию о внутреннем строении нашей планеты, так и исследуя постоянные
волновые движения
поверхности Солнца, можно пытаться определять параметры внутреннего строения нашего
светила. Речь идет о распространении волн плотности, сжатия и разряжения, т.е. акустических
волнах. Образно говоря,
турбулентность в конвективной зоне заставляет
Солнце звенеть как колокольчик. 
Конечно, наблюдать сами звуковые волны
мы не можем, но сравнивая серию изображений солнечной поверхности,
можно обнаружить слабые периодические колебания яркости. Надо сказать, что амплитуда
колебаний яркости
составляют всего 0.0001% от среднего значения. Поэтому проще наблюдать
допперовские смещения
фотосферных линий поглощений из-за этих периодических колебаний.
Анализ спектра акустических колебаний позволяет изучать внутреннюю структуру и динамику движений вещества внутри Солнца по непосредственным наблюдениям. А вот так звучит Солнце на этих частотах.
Гелиосейсмология привела к быстрому прогрессу в понимании внутренней структуры Солнца. В силу слабости наблюдаемого эффекта его изучение у других звезд затруднено. Но у ряда звезд с помощью наземных наблюдений все же удалось измерить смещения спектральных линий. Для звезды Альфа Центавра А удалось зафиксировать семиминутные колебания, подобные пятиминутным осцилляциям на Солнце. Эффект очень мал: скорость колебаний поверхности звезды равна 35 см/сек, то есть смещение за 7 минут составляет всего 40 метров, при этом радиус альфа Cen А составляет 875 тысяч километров.
К сожалению, наземные наблюдения накладывают существенные, но естественные ограничения на точность измерений. В силу того, что наблюдаемый эффект очень мал, необходимо вести длительное накопление данных, и, кроме того, земная атмосфера вносит заметные колебания в измеряемый поток. Если сюда приплюсовать зависимость от погодных условий, а также чисто аппаратные сложности (любое прерывание в процессе наблюдений приводит к появлению шумов в данных, которые могут полностью загасить сигнал), то естественным выходом из этой ситуации являются наблюдения с помощью космических аппаратов.
С помощью аппарата SOHO (The Solar & Heliospheric Observatory) наше Солнце, начиная с 1995 года, изучается вдоль и поперек - начиная от его ядра и кончая внешней короной и солнечным ветром. Кроме того, методами гелиосейсмологии удалось даже увидеть обратную сторону Солнца.
С началом работы Космического телескопа COROT
(Convection Rotation and Planetary Transits)
открылись новые перспективы для астросейсмологии.
COROT - совместный проект французского космического агентства (CNES) и Европейского
космического
агентства (ESA), созданная для выявления слабых вариации в яркости звезд, была
начата в 2006 году.
Основная цель проекта - поиск похожих на Землю планет. Когда внесолнечные планеты
проходят по диску
своей звезды (это так называемый "транзитный" метод
поиска планет),
яркость этой звезды уменьшаться.
Чувствительность аппаратуры, установленной на спутнике, достаточна для
обнаружения
экзопланет с твердой оболочкой всего в несколько раз больше Земли, а также газовых
планет-гигантов (горячие Юпитеры).
Вторая задача спутника - изучение внутреннего строения звёзд, основываясь на методе астросейсмологии. В журнале Science от 24 октября 2008 года опубликованы данные о первых измеренных акустических колебаниях у трех звезд - HD49933, HD181420 и HD181906. Д-р Эрик Мишель (Dr. Eric Michel) из обсерватории Paris-LESIA-CNRS и большая группа коллег из стран Европы и Южной Америки проанализировали данные, полученные в течение 60 дней. Было найдено, что эти три звезды имеют большую температуру и колеблются с амплитудой примерно в 1,5 раза большей, чем Солнце, и имеют грануляцию почти в три раза тоньше. Но, несмотря на то, что наблюдаемые колебания более интенсивны, чем у Солнце, их значения примерно на 25% слабее, чем предсказывается большинством существующих моделей. Это может заставить пересматривать уже существующие теории эволюции звезд.
Методы звездной сейсмологии также могут быть использованы для определения точного возраста звезды. Как правило, возраст звезды определяется возрастом звездного скопления, в котором она находится и где большинство звезд имеют примерно один возраст. Вместе с тем, в процессе эволюции звезды, разные химические элементы, из которых состоит звезда, участвуют в ядерном синтезе в разные промежутки времени. В результате внутреннее строение звезд и, следовательно, колебательные характеристики, отличаются от звезды к звезде. Анализ и применение теории дает возможность дать оценку возраста исследуемого объекта.
То, что с помощью COROT впервые удалось проникнуть в недра солнце-подобных звезд - является огромным скачком в понимании природы звезд в целом. Кроме того, это поможет в результате сравнения лучше понять наше собственное Солнце, а также судить об общей эволюции нашей Галактики.
Как звучат исследованные звезды можно послушать: это "голос" HD49933, а это - HD181420 . Для сравнения еще можно послушать как на звучит шаровое скопление.
|
Публикации с ключевыми словами:
гелиосейсмология - Солнце - звезды
Публикации со словами: гелиосейсмология - Солнце - звезды | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
