Αστροφυσικοί προσομοιώνουν τους ήχους των αστεριών για να αποκαλύψουν τα μυστικά τους
Κατανοώντας τις δονήσεις αυτές μπορούμε να μάθουμε περισσότερα για την εσωτερική δομή του αστέρα οι οποίες σε διαφορετική περίπτωση θα ήταν αόρατες.
Καθώς τα αστέρια συντήκουν το Υδρογόνο σε βαρύτερα στοιχεία στους πυρήνες τους, καυτό αέριο από πλάσμα δονείται κάνοντας τα αστέρια να τρεμοπαίζουν. Οι διακυμάνσεις αυτές μπορούν να δείξουν στους ερευνητές τη δομή ενός αστεριού, και τις αλλαγές που θα συμβούν σε αυτό με τη πάροδο του χρόνου. Η Goldstein μελετά αστέρια που είναι μεγαλύτερα από τον δικό μας Ήλιο.
Παίρνουν επίσης ώθηση από μια άλλη ομάδα επιστημόνων-κυνηγών πλανητών. Δύο πράγματα μπορούν να κάνουν τη φωτεινότητα ενός αστέρα να παρουσιάζει διακυμάνσεις: εσωτερικοί κραδασμοί ή ένας πλανήτης που διέρχεται μπροστά από το αστέρι (πλανητική διάβαση). Καθώς η αναζήτηση εξωπλανήτων-πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από αστέρια διαφορετικά από το δικό μας- έχει ενταθεί, η Goldstein έχει αποκτήσει πρόσβαση σε μια νέα συλλογή δεδομένων σχετικά με τις αστρικές διακυμάνσεις οι οποίες εμπλέκονται στις ίδιες έρευνες για μακρινά αστέρια.
Ο τελευταίος κυνηγός εξωπλανήτων είναι ένα τηλεσκόπιο που ονομάζεται TESS (αγγλικά:Transiting Exoplanet Survey Satellite, ελληνικά: Δορυφόρος έρευνας πλανητών μέσω διέλευσης), το οποίο εκτοξεύτηκε και μπήκε σε τροχιά πέρυσι για να ερευνήσει 200.000 από τα πιο λαμπρά, κοντινότερα στον πλανήτη μας αστέρια.
"Αυτό που κάνει ο TESS είναι να παρατηρεί ολόκληρο τον ουρανό", λέει η Goldstein. "Έτσι θα είμαστε σε θέση να πούμε, για όλα τα αστέρια που μπορούμε να δούμε στη γειτονιά μας, εάν είναι παλλόμενα ή όχι. Αν είναι, μπορούμε να μελετήσουμε τους παλμούς τους για να μάθουμε τι συμβαίνει κάτω από την επιφάνεια τους . "
Η Goldstein αναπτύσσει τώρα μια νέα έκδοση του GYRE για να εκμεταλλευτεί τα δεδομένα του TESS. Με αυτή τη διεργασία, θα αρχίσει να προσομοιώνει αυτή την "αστρική ορχήστρα" εκατοντάδες χιλιάδες φορές πιο δυνατά.
Με τις προσομοιώσεις αυτές, θα μπορούσαμε να είμαστε σε θέση να σταχυολογήσουμε λίγο περισσότερο τα δεδομένα μας για τους κοσμικούς μας γείτονες, απλώς ακούγοντας τους.
Από τον Eric Hamilton, Πανεπιστήμιο Wisconsin-Madison
Ο ήχος μπορεί να μην μπορεί να ταξιδέψει μέσα από στο κενό του διαστήματος.
Αλλά αυτό δεν σταματά τα αστέρια να απελευθερώσουν μια συμφωνία από υποηχητικές νότες, καθώς οι πυρηνικοί τους κλίβανοι παράγουν πολύπλοκες δονήσεις. Τα τηλεσκόπια μπορούν να εντοπίσουν αυτούς τους κραδασμούς ως διακυμάνσεις της φωτεινότητας ή της θερμοκρασίας στην επιφάνεια ενός αστέρα.
Κατανοώντας τις δονήσεις αυτές μπορούμε να μάθουμε περισσότερα για την εσωτερική δομή του αστέρα οι οποίες σε διαφορετική περίπτωση θα ήταν αόρατες.
"Ένα βιολοντσέλο ακούγεται σαν βιολοντσέλο λόγω του μεγέθους και του σχήματος του", λέει η Jacqueline Goldstein, πτυχιούχος φοιτήτρια στο τμήμα αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Wisconsin-Madison. "Οι δονήσεις των αστεριών εξαρτώνται επίσης από το μέγεθος και τη δομή τους".
Στο έργο της, η Goldstein μελετά τη σχέση μεταξύ της αστρικής δομής και των δονήσεων των αστέρων αναπτύσσοντας λογισμικό το οποίο προσομοιώνει διαφορετικά αστέρια και τις συχνότητες τους. Καθώς συγκρίνει τις προσομοιώσεις αυτές της με τα πραγματικά αστέρια, η Goldstein μπορεί να τελειοποιήσει το πρότυπό της, καθώς και να βελτιώσει τον τρόπο με τον οποίο οι αστροφυσικοί όπως εκείνη, διεισδύουν κάτω από την επιφάνεια των αστεριών, μελετώντας τους λεπτούς τους ήχους.
Με συχνότητες που επαναλαμβάνονται σε σειρά από λεπτά της ώρας έως ημέρες, οι επιστήμονες θα πρέπει να επιταχύνουν τις αστρικές δονήσεις κατά χιλιάδες ή και εκατομμύρια φορές για να προσαρμοστούν στο εύρος της ανθρώπινης ακοής. Οι αντηχήσεις αυτές θα μπορούσαν με τον καλύτερο τρόπο να ονομάζονται Αστεροσεισμοί (starquakes) από τους σεισμογενείς ξαδέλφους τους στη Γη. Ο τομέας της μελέτης αυτής ονομάζεται Αστεροσεισμολογία.
Ήχοι από τον Ήλιο (σε χαμηλές συχνότητες). NASA's Goddard Space Flight Center
"Αυτά είναι από εκείνα που εκρήγνυνται και δημιουργούν μαύρες τρύπες και αστέρια νετρονίων, καθώς και όλα τα βαριά στοιχεία του σύμπαντος τα οποία σχηματίζουν πλανήτες και, ουσιαστικά, νέα ζωή", δηλώνει η Goldstein. "Θέλουμε να κατανοήσουμε πώς λειτουργούν και πώς επηρεάζουν την εξέλιξη του Σύμπαντος. Αυτά είναι λοιπόν τα πραγματικά μεγάλα ερωτήματα".
Σε συνεργασία με τους καθηγητές αστρονομίας Rich Townsend και Ellen Zweibel, η Goldstein ανέπτυξε ένα πρόγραμμα το οποίο ονομάζεται GYRE, το οποίο συνδέεται με το πρόγραμμα προσομοίωσης αστεριών που ονομάζεται MESA. Χρησιμοποιώντας το λογισμικό αυτό, η Goldstein κατασκευάζει (θεωρητικά) μοντέλα διαφόρων ειδών άστρων για να εξακριβώσει με τι μπορούν να μοιάζουν οι δονήσεις αυτές στους αστρονόμους. Στη συνέχεια, ελέγχει πόσο κοντά στην πραγματικότητα ταιριάζουν οι προσομοιώσεις αυτές.
"Από τότε που δημιούργησα τα αστέρια μου, ξέρω τι έβαλα μέσα τους, οπότε συγκρίνω τα προβλεπόμενα μοτίβα μου για τις δονήσεις με τα παρατηρούμενα δονητικά μοτίβα, τα οποία αν είναι τα ίδια, τότε πολύ ωραία, το εσωτερικό των αστέρων μου είναι σαν τα εσωτερικά των αληθινών αστέρων.Εάν είναι διαφορετικά, κάτι που συνήθως συμβαίνει, αυτό μας δίνει τις πληροφορίες εκείνες που χρειαζόμαστε για να βελτιώσουμε τις προσομοιώσεις μας και να δοκιμάσουμε ξανά ", λέει η Goldstein.
Τόσο το GYRE όσο και το MESA είναι προγράμματα ανοιχτού κώδικα, πράγμα που σημαίνει ότι οι επιστήμονες μπορούν ελεύθερα να έχουν πρόσβαση και να τροποποιούν τον κώδικα. Κάθε χρόνο, περίπου 40 έως 50 άτομα παρακολουθούν ένα θερινό σχολείο MESA στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, στη Σάντα Μπάρμπαρα, για να μάθουν πώς να χρησιμοποιούν το πρόγραμμα και να το βελτιώνουν δυναμικά. Η Goldstein και η ομάδα της επωφελούνται από όλους αυτούς τους χρήστες οι οποίοι προτείνουν αλλαγές και διορθώσεις σφαλμάτων τόσο στο MESA όσο και στο δικό τους πρόγραμμα.
Παίρνουν επίσης ώθηση από μια άλλη ομάδα επιστημόνων-κυνηγών πλανητών. Δύο πράγματα μπορούν να κάνουν τη φωτεινότητα ενός αστέρα να παρουσιάζει διακυμάνσεις: εσωτερικοί κραδασμοί ή ένας πλανήτης που διέρχεται μπροστά από το αστέρι (πλανητική διάβαση). Καθώς η αναζήτηση εξωπλανήτων-πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από αστέρια διαφορετικά από το δικό μας- έχει ενταθεί, η Goldstein έχει αποκτήσει πρόσβαση σε μια νέα συλλογή δεδομένων σχετικά με τις αστρικές διακυμάνσεις οι οποίες εμπλέκονται στις ίδιες έρευνες για μακρινά αστέρια.
Ο τελευταίος κυνηγός εξωπλανήτων είναι ένα τηλεσκόπιο που ονομάζεται TESS (αγγλικά:Transiting Exoplanet Survey Satellite, ελληνικά: Δορυφόρος έρευνας πλανητών μέσω διέλευσης), το οποίο εκτοξεύτηκε και μπήκε σε τροχιά πέρυσι για να ερευνήσει 200.000 από τα πιο λαμπρά, κοντινότερα στον πλανήτη μας αστέρια.
"Αυτό που κάνει ο TESS είναι να παρατηρεί ολόκληρο τον ουρανό", λέει η Goldstein. "Έτσι θα είμαστε σε θέση να πούμε, για όλα τα αστέρια που μπορούμε να δούμε στη γειτονιά μας, εάν είναι παλλόμενα ή όχι. Αν είναι, μπορούμε να μελετήσουμε τους παλμούς τους για να μάθουμε τι συμβαίνει κάτω από την επιφάνεια τους . "
Η Goldstein αναπτύσσει τώρα μια νέα έκδοση του GYRE για να εκμεταλλευτεί τα δεδομένα του TESS. Με αυτή τη διεργασία, θα αρχίσει να προσομοιώνει αυτή την "αστρική ορχήστρα" εκατοντάδες χιλιάδες φορές πιο δυνατά.
Με τις προσομοιώσεις αυτές, θα μπορούσαμε να είμαστε σε θέση να σταχυολογήσουμε λίγο περισσότερο τα δεδομένα μας για τους κοσμικούς μας γείτονες, απλώς ακούγοντας τους.
Από τον Eric Hamilton, Πανεπιστήμιο Wisconsin-Madison
……………….*………………..
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο
Facebook:
Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη
Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα
μπλε ή κόκκινα γράμματα)
Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
Για διορθώσεις
μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε
μας: gikasd63@hotmail.com η αφήστε μήνυμα inbox στη
Σελίδα:
Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας
εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα
αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την
σχετική έντυπη άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη
διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com . Η δημοσίευση είναι εντελώς
δωρεάν.
Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η
ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του
αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του
άρθρου.
Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις
ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του άρθρου.
Για την ομάδα : @Aratosastronomy