Sel nädalal ilmnevad esimesed Kepleri missiooni tulemused Ameerika Astronoomiaühingu (AAS) koosolekul Washingtonis DC-s. Pean silmas astronoomia haru, millest te rohkem kuulete, kui Kepler ja muud missioonid hakkavad paljastama tähtede sisestruktuure - asteroseismoloogiat. Mis on asteroseismoloogia?
Seismoloogia on maavärinate uurimine Maal. Kuid meie arutelu jaoks on veelgi olulisem - seismiliste lainete uurimine. Maavärinad tekitavad erinevat tüüpi seismilisi laineid, mis liiguvad läbi erinevate kivimi kihtide, pakkudes meile võimalust kujutise struktuuride jaoks sügaval Maa sees. Põhimõtteliselt pakuvad suured maavärinad meile loomuliku sonogrammi, et vaadata Maa seest kaugemale, kui me suudame tunnelisse puurida või puurida. Kuna need lained levivad kogu planeedi ühelt küljelt teisele, võime vaadata kogu Maa keskpunkti. Nii saame teada, et Maa väline tuum on vedel ning Maa sise- ja pinnastruktuuri teiste osade suhtelised mõõtmed ja tihedused.
Asteroseismoloogia, tuntud ka kui tähtede seismoloogia, annab meile samasuguse ülevaate tähtede struktuurist. Uurides pulseerivate tähtede võnkumisi, saavad astronoomid uurida tähtede südamesse, mis on üks kõige keerulisemaid kohti kogu universumis. Tähtede interjööri võnkumistest saab aru saada, kuna erinevad võnkerežiimid tungivad tähe eri sügavustesse. Kombineerides pulsatsiooni kiirust ja amplituuti muu teabe, näiteks spektritega, mis paljastab tähe koostise, saame teavet tähtede sisemise struktuuri kohta.
Tähe võnkumisrežiimid jagatakse kolmeks kategooriaks, lähtudes neid juhtivast jõust: akustilised, gravitatsiooni ja pinnagravitatsiooni lainerežiimid. p-režiimil või akustilistel lainetel on rõhk nende jõus, sellest ka nimi “p-režiim”. Need lained võivad meile öelda tähe pinna all olevate piirkondade struktuuri ja tiheduse kohta. g-režiim ehk gravitatsioonilained piirduvad tähe sisemusega. f-režiim ehk pinna gravitatsioonilained on samuti gravitatsioonilained, kuid esinevad tähtede väliskihtides või nende läheduses, seega annavad nad meile teavet tähtede pinnatingimuste kohta.
Helioseismoloogia on lainevõnkumiste leviku uurimine Päikeses. Kuna Päike on meile kõige lähedasem täht, on selle pulsatsioone detailsemalt uurida. Päikese võnkumiste tõlgendamise abil suudame tuvastada isegi Päikese kaugemas servas asuvad päikesepunktid enne, kui need vaatesse pöörduvad. Paljud meie tähe interjööri mudelid põhinevad teabel, mis on saadud Päikese võnkumiste uurimisel. Kuid Päike on evolutsiooni käigus vaid üks täht, nii et tähtede tõeliseks mõistmiseks peame jälgima veel palju tähti, erineva suuruse, massi, koostise ja vanusega.
Täpselt seda teeb Kepler praegu. Satelliit vaatab taevas 100 ruutkraadist lõiku Cygnuse ja Lyra vahel, võttes järgmise kolme kuni viie aasta jooksul pidevalt andmeid enam kui 150 000 tähe heleduse kohta. Kui Kepleri peamine ülesanne on avastada tähtede ümber paiknevate maa-sarnaste planeetide olemasolu ja arvukust, kasutatakse kogu seda ülitäpset fotomeetriat ka muuks teaduseks, eriti igat tüüpi muutuvate tähtede uurimiseks ja asteroseismoloogia teostamiseks tähtedel, mis näitavad päikeselaadseid võnkumisi.
Kepleri missiooni 4. jaanuari missiooni esimeste teaduslike tulemuste väga loodetud vabastamine sisaldas arvukalt asteroseismoloogia teemasid ja potentsiaali mõista tähestruktuuri enneolematult detailselt. Astronoomid ajavad uut lainet tähtede leviku kohta. Surf on kohal!
Lisalugemist:
Kepleri asteroseismiline potentsiaal: esimesed tulemused päikesetüüpi tähtede kohta
W. J. Chaplin, T. Appourchaux, Y. Elsworth jt
http://arxiv.org/abs/1001.0506
Päikesesarnased võnked vähese helendusega punastes hiiglastes: esimene tulemus Keplerilt
T. R. Bedding, D. Huber, D. Stello jt
http://arxiv.org/abs/1001.0229
Kepleri asteroseismoloogia programm: sissejuhatus ja esimesed tulemused
Ronald L. Gilliland, T. M. Brown, J. Christensen-Dalsgaard
http://arxiv.org/abs/1001.0139
