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    Misurare le oscillazioni stellari con Keplero

    Credito:CC0 Dominio Pubblico

    Il satellite Kepler è famoso per aver scoperto migliaia di esopianeti misurando continuamente e meticolosamente la luminosità di oltre mezzo milione di stelle per le firme degli esopianeti in transito. Meno note sono le conseguenze rivoluzionarie del suo programma di monitoraggio per l'astrofisica stellare, in particolare per lo studio delle oscillazioni stellari. La nostra stella, il Sole, è noto fin dagli anni '60 per mostrare oscillazioni, che sono analoghi al suono di una campana, poiché le onde di pressione generate dalla sua rotazione e dalla sua struttura interna circolano attorno alla sua superficie. Le oscillazioni possono essere analizzate per rivelare i dettagli delle strutture interne di una stella. Stelle giganti rosse, che sono in una fase di evoluzione stellare dopo che la normale combustione dell'idrogeno è stata completata e si sono gonfiati di diametro, sono stati di particolare interesse perché le oscillazioni nelle loro superfici sono più lente e di ampiezza maggiore rispetto alle stelle più piccole, e quindi più facile da misurare. Prima dell'avvento dei telescopi spaziali, però, anche tali misurazioni su giganti rosse hanno avuto successo solo su pochi oggetti. Le missioni Kepler e Corot da allora hanno misurato le oscillazioni in migliaia di stelle giganti rosse.

    La missione Kepler ha scoperto una nuova classe di stelle binarie che ha mostrato prove di distorsioni di marea nella sua superficie (e nella sua curva di luce) mentre la compagna passava nelle vicinanze, e questi sistemi sono stati soprannominati "stelle del battito cardiaco". La morfologia delle distorsioni può essere utilizzata per aiutare a perfezionare i dettagli dell'orbita binaria anche quando la stella compagna non passa attraverso la nostra linea di vista per eclissare la primaria. Alcune stelle giganti rosse con oscillazioni simili al solare sono anche stelle del battito cardiaco, e la combinazione, insieme alle misurazioni della velocità, permette di caratterizzare questi sistemi in modo molto dettagliato.

    La stella KIC-3890 è un tale sistema binario. Contiene una gigante rossa e una stella nana M in un ambiente altamente eccentrico, orbita di 153 giorni, e Keplero lo osservò quasi ininterrottamente per quasi quattro anni. Gli astronomi CfA Allyson Bieryla e Dave Latham erano membri di un team che ha analizzato il battito cardiaco e le oscillazioni con una nuova serie di modelli sintetici. Hanno determinato che la massa della gigante rossa è di 1,04 masse solari entro circa il 6%, e il suo raggio è di 5,8 raggi solari entro circa il 3,4%, e che la compagna è una nana M con una massa di 0,23 masse solari e un raggio di 0,256 raggi solari con incertezze ancora più piccole. Poiché le oscillazioni stellari evolvono con l'invecchiamento di una stella, le oscillazioni hanno permesso agli astronomi di limitare l'età della gigante rossa - e quindi del sistema stesso - a circa 9 miliardi di anni, con un'incertezza di circa il 25 per cento.


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