Una collezione senza precedenti di stelle rosse giganti pulsanti è stata identificata dagli astronomi dell'Istituto di Astronomia (IfA) dell'Università delle Hawaii. Utilizzando le osservazioni del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA, i ricercatori hanno rilevato le stelle, i cui ritmi derivano da onde sonore interne e forniscono gli accordi di apertura di un'esplorazione sinfonica del nostro quartiere galattico.

Dal suo lancio nel 2018, TESS ha principalmente cercato esopianeti, mondi oltre il nostro sistema solare. Ma le sue misurazioni sensibili del cambiamento della luminosità stellare rendono il telescopio ideale per osservare le oscillazioni stellari o il materiale all'interno della struttura interna delle stelle. È un'area di ricerca chiamata asterosismologia.

"Il nostro primo risultato, utilizzando solo un mese di misurazioni stellari dei primi due anni di TESS, mostra che possiamo determinare le masse e le dimensioni di questi giganti oscillanti con un'elevata precisione che migliorerà solo man mano che TESS va avanti, " ha detto Marc Hon, un Hubble Fellow della NASA all'IfA. "Ciò che non ha eguali è che l'ampia copertura di TESS ci consente di effettuare queste misurazioni in modo uniforme su quasi tutto il cielo".

Questa grande quantità di giganti rosse oscillanti sarà utilizzata per studi dettagliati senza precedenti utilizzando i telescopi terrestri di Maunakea.

"Abbiamo già iniziato le osservazioni di follow-up di alcuni degli stravaganti più intriganti che abbiamo scoperto nel nostro ampio set di dati TESS, che ci dirà di più sulla loro origine, " ha detto Hon. "Abbiamo appena scalfito la superficie del tesoro di dati consentito da TESS."

Hon ha presentato la ricerca mercoledì durante la TESS Science Conference, un evento tenuto virtualmente, 2-6 agosto e sostenuto dal Massachusetts Institute of Technology di Cambridge, dove gli scienziati discutono gli ultimi risultati della missione. È l'autore principale dello studio accettato per la pubblicazione nel Giornale Astrofisico , con coautori tra cui i colleghi dell'IfA Jamie Tayar e Daniel Huber.

Ampliamento delle opportunità

Le oscillazioni del sole sono state osservate per la prima volta negli anni '60. Ma le oscillazioni di tipo solare in migliaia di stelle non sono state rilevate fino alla Convezione guidata dai francesi, Telescopio spaziale di rotazione e transiti planetari, che ha operato dal 2006 al 2013. Le missioni Kepler e K2 della NASA, che ha censito dal 2009 al 2018 trovato decine di migliaia di giganti oscillanti. TESS sta ampliando l'accesso a queste oscillazioni attraverso le sue osservazioni nello spazio.

"Con un campione così grande, giganti che potrebbero verificarsi solo l'uno per cento delle volte diventano piuttosto numerosi, " disse Tayar, un Hubble Postdoctoral Fellow presso IfA. "Ora possiamo iniziare a pensare di trovare stelle ancora più rare."

TESS monitora ampie aree del cielo per circa un mese alla volta utilizzando le sue quattro telecamere, coprendo circa il 75% del cielo durante la sua missione primaria di due anni. Ogni fotocamera cattura un'immagine completa di 24 per 24 gradi (48 volte la dimensione della Luna nel nostro cielo) attraverso, ogni 30 minuti. Dalla fine dell'estate 2020, le telecamere hanno raccolto queste immagini a un ritmo ancora più veloce.

Le immagini vengono utilizzate per generare curve di luce, grafici di luminosità variabile, per quasi 24 milioni di stelle, ciascuno nell'arco di 27 giorni, il periodo di tempo in cui TESS fissa un lembo di cielo. Per vagliare questo immenso accumulo di misurazioni, Hon e i suoi colleghi hanno insegnato a un computer come riconoscere i giganti pulsanti. Il team ha utilizzato l'apprendimento automatico, una forma di intelligenza artificiale che addestra i computer a prendere decisioni basate su schemi generali senza programmarli esplicitamente.

Per addestrare il sistema, il team ha utilizzato le curve di luce Kepler per più di 150, 000 stelle, di cui circa 20, 000 erano giganti rosse oscillanti. Quando la rete neurale ha terminato l'elaborazione di tutti i dati TESS, aveva individuato 158, 505 giganti pulsanti.

Il team ha determinato i colori e le distanze per ogni gigante utilizzando i dati della missione Gaia dell'Agenzia spaziale europea, e tracciò le masse di queste stelle nel cielo. Una previsione fondamentale nell'astronomia galattica è che i giovani, le stelle di massa maggiore dovrebbero trovarsi più vicine al piano della galassia, segnato dall'alta densità di stelle che creano il bagliore della Via Lattea nel cielo notturno.

"La nostra mappa dimostra per la prima volta che questo è davvero il caso in quasi tutto il cielo, " disse Huber. "Con l'aiuto di Gaia, TESS ora ci ha regalato i biglietti per un concerto di giganti rosse nel cielo".