Najmniejsze „trzęsienie gwiazdy” jakie udało się wykryć

Astronomom obserwującym gwiazdę Epsilon Indi udało się zarejestrować najmniejsze „trzęsienie gwiazdy” wykryte do tej pory.

Znajdująca się w odległości 11,9 lat świetlnych Epsilon Indi (ε Indi) jest pomarańczowym karłem (typu widmowego K) o średnicy 71 proc. średnicy Słońca. Astronomowie z Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) pod kierownictwem Tiago Campante zbadali tę gwiazdę za pomocą spektrografu ESPRESSO, zamontowanego na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), oraz wykryli najmniejsze „trzęsienie gwiazdy”, jakie kiedykolwiek udało się zarejestrować. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.

Naukowcy posłużyli się technikę zwaną asterosejsmologią, która mierzy oscylacje (procesy, w trakcie których pewne wielkości fizyczne na przemian rosną i maleją w czasie) gwiazd. Zdaniem badaczy zapewniają one pośredni wgląd w gwiezdne wnętrza, podobnie jak trzęsienia ziemi dostarczają informacji o wnętrzu naszej planety. W ε Indi szczytowa amplituda wykrytych oscylacji wynosi zaledwie 2,6 centymetra na sekundę (około 14 proc. amplitudy oscylacji Słońca), co czyni ją najmniejszą i najchłodniejszą gwiazdą karłowatą zaobserwowaną do tej pory z potwierdzonymi oscylacjami podobnymi do słonecznych.

„Niezwykła precyzja tych obserwacji jest wyjątkowym osiągnięciem technologicznym. Co ważne, ta detekcja ostatecznie pokazuje, że precyzyjna asterosejsmologia jest możliwa aż do chłodnych karłów o temperaturach powierzchniowych tak niskich jak 4200 stopni Celsjusza, około tysiąc stopni niższych niż powierzchnia Słońca, skutecznie otwierając nową dziedzinę w astrofizyce obserwacyjnej” – komentuje Campante.

Precyzja urządzeń może pomóc naukowcom rozstrzygnąć różnicę między teorią a obserwacjami w odniesieniu do relacji między masą a średnicą tych chłodnych gwiazd karłowatych.

„Wiadomo, że modele ewolucji gwiazd zaniżają średnicę karłów typu K o 5-15 proc. w porównaniu do średnicy uzyskanej metodami empirycznymi. Badanie oscylacji karłów typu K za pomocą asterosejsmologii pomoże zidentyfikować niedociągnięcia obecnych modeli gwiezdnych, a tym samym poprawić je tak, aby wyeliminować tę rozbieżność” – wyjaśnia Margarida Cunha z IA.

„Po wykryciu obecności oscylacji podobnych do słonecznych w ε Indi, mamy teraz nadzieję wykorzystać oscylacje do badania złożonej fizyki warstw powierzchniowych karłów typu K. Gwiazdy te są chłodniejsze i bardziej aktywne niż nasze Słońce, co czyni je ważnymi laboratoriami do badania kluczowych zjawisk zachodzących w ich warstwach powierzchniowych, których nie zbadaliśmy jeszcze szczegółowo w innych gwiazdach” – mówi Mário João Monteiro z IA.

„Międzynarodowe konsorcjum pod przewodnictwem IA opracowało spektrograf ESPRESSO. Głównym celem ESPRESSO jest wykrywanie i charakteryzowanie planet o niskiej masie krążących wokół innych gwiazd oraz badanie zmienności ich stałych fizycznych. Wynik ten pokazuje potencjał spektrografu ESPRESSO do badania innych przypadków” – twierdzi Nuno Cardoso Santos z IA.

Jak tłumaczą naukowcy, ponieważ gwiazdy typu pomarańczowy karzeł i ich układy planetarne mają bardzo długą żywotność, stały się one ostatnio głównym celem poszukiwań światów nadających się do zamieszkania i życia pozaziemskiego.

Emil Gołoś