Свет звезды постоянно меняется: темные пятна и структура ее пузырьковой поверхности заставляют его колебаться. Почти случайно астрономы обнаружили, что это мерцание содержит ценную информацию. Потому что соотношение больших и меньших вариаций показывает, насколько велика и стара звезда. Особенность в нем: это мерцание и мерцание можно даже преобразовать в звуки и, таким образом, даже «услышать» сцену звезды, как сообщают исследователи в журнале «Nature».
Когда кажется, что звезды на нашем ночном небе мерцают, это обычно происходит из-за турбулентности в атмосфере, нарушающей и искажающей наше представление о звездном свете. Но даже при наблюдении из космоса звезда светит неравномерно, как показывают снимки нашего Солнца, сделанные космическими телескопами: его поверхность испещрена более яркими и более темными пятнами, которые меняют размер и форму и иногда видны, а иногда исчезают по мере того, как звезда вращается. И даже там, где нет солнечных пятен, поверхность Солнца выглядит зернистой: поднимающаяся и падающая плазма создает структуру, которая также влияет на свечение звезды.
Космический телескоп «Кеплер» сканирует небо в поисках далеких экзопланет и внимательно изучает свет звезд. Астроном Фабьен Бастьен из Университета Вандербильта в Нэшвилле также использовала этот набор данных, когда обнаружила информацию, скрытую в мерцании и мерцании звездного света. «Я находился в процессе оценки различных параметров, чтобы найти что-то, что коррелирует с силой звездных магнитных полей», - объясняет исследователь. Для этого она использовала специальное программное обеспечение для визуализации.
Мерцание раскрывает гравитацию
«Я не нашел того, что искал, но нашел корреляцию между определенными моделями мерцания света и звездной гравитацией», - говорит Бастьен. Было обнаружено, что легкое мерцание, вызванное зернистостью поверхности звезды, свидетельствует о силе поверхностной гравитации звезды. Последнее является ценной информацией, потому что по гравитации на поверхности звезды астрономы могут определить плотность и размер звезды, а значит, и стадию развития звезды.
Чем крупнее звезда и чем ниже ее гравитация на поверхности, тем более крупнозернистой становится плазма - увеличивается мелкое мерцание света. С другой стороны, маленькие, очень плотные звезды быстро вращаются, а их плазма более мелкозернистая. Поэтому их свет почти не мерцает, но показывает больше колебаний из-за совместного вращения звездных пятен.
«Это может стать прорывом, который нам нужен для определения размеров еще сотен звезд и экзопланет», - комментирует результаты Мария Вомак из Национального научного фонда США. До сих пор определение гравитации далеких звезд было трудным и относительно неточным. Если, с другой стороны, вы используете мерцание звезд в качестве средства измерения, фактор неопределенности падает до менее 25 процентов - это очень мало по сравнению с большинством других методов.
Тоны вместо кривых
Обычно программа анализа, которую используют Бастьен и ее коллеги, отображает мерцание и мерцание звездного света в виде кривых, но эти кривые также можно преобразовать в звуки, как показано в этом видеоролике «Природа»: затем мерцание крупинок плазмы становится шумом, звездные пятна и их движение при вращении звезды приобретают более высокие или низкие тона.
Тогда можно использовать только звук, чтобы «услышать», исходит ли свет от молодой звезды нормального размера, такой как Солнце, или от красного гиганта в конце своего жизненного цикла. Потому что у гигантских красных гигантов преобладает шум, вызванный зернистостью плазмы. С другой стороны, в случае солнца или еще более маленькой, быстро вращающейся звезды то появляющиеся, то исчезающие звездные пятна создают кривые с большей амплитудой, слышимые как звук. Поскольку зернистость плазмы довольно мелкая, вы практически не слышите никакого шума.