Імітуйте звуки зірок, щоб розкрити їх секрети Медіа-технології
Імітуйте звуки зірок, щоб розкрити їх таємниці
Звук може бути не в змозі подорожувати через вакуум простору. Але це не заважає зіркам видавати симфонію дозвукових нот, оскільки їх ядерні печі генерують складні вібрації. Телескопи можуть виявляти ці вібрації як коливання їх яскравості або температури поверхні зірки.
Зрозумійте ці вібрації та дізнайтеся більше про внутрішню будову зірки, яка інакше була б прихована від очей. "Віолончель звучить як віолончель через свої розміри та форму", - каже Жаклін Голдштейн, аспірантка кафедри астрономії Університету Вісконсіна - Медісон. “Вібрації зірок також залежать від їх розміру та структури. "
У своїй роботі Гольдштейн вивчає зв'язок між зоряною структурою та вібраціями, розробляючи програмне забезпечення, що імітує різні зірки та їх частоти. Порівнюючи свої симуляції з реальними зірками, Гольдштейн може вдосконалити свою модель і вдосконалити спосіб порівняння астрофізиків з поверхнею зірок, аналізуючи їх тонкі звуки.
Повторюючи частоти від кількох хвилин до кількох днів, вам доведеться прискорити тисячу або мільйон зоряних коливань, перш ніж їх зможе почути людина. Ці резонанси цілком можна було б назвати зоряними землетрусами після їх сейсмічних двоюрідних братів на Землі. Ця область дослідження називається астросейсмологією.
Коли зірки плавлять свій водень до важчих елементів у своєму ядрі, гарячий плазмовий газ вібрує і викликає мерехтіння зірок. Ці коливання можуть інформувати дослідників про структуру зірки та про те, як вона змінювалася з часом. Гольдштейн вивчає зірки, більші за наше власне Сонце.
"Це ті, що вибухають, які створюють чорні діри та нейтронні зірки та всі важкі елементи у Всесвіті, які утворюють планети та в основному нове життя", - пояснює Гольдштейн. "Ми хочемо зрозуміти, як вони працюють, та їх вплив на еволюцію Всесвіту. Тож це справді великі питання. "
Вона будує моделі зірок різних типів
Спільно з професорами астрономії Річем Таунсендом та Еллен Цвейбель Гольдштейн розробив програму під назвою GYRE, яка вписується в програму моделювання зірок MESA. За допомогою цього програмного забезпечення Гольдштейн створює моделі різних типів зірок, щоб побачити, як їх вібрації можуть виглядати для астрономів. Потім вона перевіряє, наскільки симуляція та реальність співпадають.
“З тих пір, як я зробив свої зірки, я знаю, що в них вкладаю. Отже, коли я порівнюю свої вібраційні схеми із спостережуваними вібраційними візерунками, якщо вони однакові, інтер’єр моїх зірок виглядає як інтер’єр цих справжніх зірок. Якщо вони різні, що зазвичай буває, це дає нам інформацію, необхідну для вдосконалення наших моделювань і тестування їх ще раз », - говорить Гольдштейн.
GYRE та MESA - це програми з відкритим кодом, що означає, що вчені можуть вільно отримувати доступ та змінювати код. Щороку від 40 до 50 людей відвідують літню школу MESA в Університеті Каліфорнії в Санта-Барбарі, щоб навчитися користуватися програмою та подумати про вдосконалення. Гольдштейн та його група користуються перевагами всіх тих користувачів, які пропонують зміни та виправляють помилки як у MESA, так і у власній програмі.
Їх стимулює також інша група вчених - мисливці на планети. Дві речі можуть призвести до коливання яскравості зірки: внутрішні вібрації або проходження планети перед зіркою. По мірі прискорення пошуку екзопланет - планет, які обертаються навколо зірок, крім нашої власної, Гольдштейн отримав доступ до безлічі нових даних про коливання зірок, зафіксованих під час тих самих досліджень далеких зірок.
Дізнайтеся більше про наших космічних сусідів, просто слухаючи їх
Останній мисливець за екзопланетами - це телескоп під назвою TESS, який був виведений на орбіту минулого року для вивчення 200 000 найяскравіших і найближчих зірок. "Те, що робить TESS, це дивитись на все небо", - говорить Гольдштейн. "Отже, ми зможемо сказати для всіх цих зірок, що ми бачимо, пульсують вони чи ні. Якщо так, ми можемо вивчити їхні імпульси, щоб з’ясувати, що відбувається під поверхнею. "
В даний час Гольдштейн розробляє нову версію GYRE, щоб скористатися перевагами даних TESS. Цим вона почне імітувати цей зоряний оркестр у сотні тисяч разів голосніше. За допомогою цих моделювань, можливо, ми могли б дізнатись більше про наших космічних сусідів, просто слухаючи їх.