« »

понедельник, 22 августа 2016 г.

Про Вселенную и вращение звезд



Космический телескоп Кеплер - лучший фотометр своего времени, который может измерять изменения яркости с точностью до 0.003 звездной величины. Изначально он планировался для поиска экзопланет, в чем более чем преуспел за прошедшие со времени запуска годы.

Но звезды меняют яркость не только потому, что по их диску шныряют экзопланеты, у фотометрического метода есть несколько других серьезных научных приложений.

И вот ученые решили сделать выборку под названием К2, чтобы поизучать вращение относительно молодых (до 1 гигагода) звезд.

Для этого было отобрано около 1020 звезд Плеяд, которые изучали в течение 72 дней с 30-минутными экспозициями. Реперными точками для определения периода вращения звезд, как правило, служат пятна и группы пятен на их дисках, дающие периодические крошечные ослабления блеска. Но, как и везде, возможны очень интересные нюансы, о которых и пойдет дальше речь.

В результате обработки данных звезды из выборки разделили на следующие группы
  • 559 звезд с уверенно определившимся единственным периодом вращения. Тут все просто.
  • 107 звезд с двумя максимумами или двумя минимумами — как правило, следствие двух групп пятен
  • 31 звезда с перемещающимися пиками или минимумами — следствие быстрой эволюции групп пятен и/или разной скорости вращения звезды в разных широтах
  • 114 звезд с изменением формы пиков или минимумов — следствие разной скорости вращения звезды в разных широтах или эволюции групп пятен
  • 5 звезд, у которых подозревают наличие облаков газа или мусора на луче нашего зрения,
  • 200 звезд с многочисленными пиками/минимумами — как правило, из-за быстрой эволюции групп пятен, разной скорости вращения разных широт, или неустановленной еще бинарности звезды,
  • 135 звезд с «биением» - в световой кривой наличие нерегулярных пульсов максимума или минимума вследствие быстрой эволюции пятен или разной скорости вращения разных широт
  • 89 — сложные пики — с той же причиной
  • 126 — мультипериодические звезды с близкими пиками, опять-таки, следствие эволюции пятен, и разной скорости вращения разных широт. В некоторых случаях — неразрешенная до этого бинарность звезды
  • 37 — мультипериодические звезды с разнесенными пиками, явно двойные
  • 8 — пульсаторы, короткопериодические переменные типа дельта Щита.


Вызывает интерес небольшая группа (всего 0.6%) для которой исследователи делают предположение о наличии облаков плотного теплого газа над поверхностью, попавшего туда в результате выбросов материала наверх больших корональных магнитных колец. Этот материал удерживается в таком положении центробежной силой и дает интересные периодические минимумы в световой кривой. Можно было бы ожидать, что это - быстро вращающиеся поздние М-карлики с низкой поверхностной яркостью, однако не исключен также и вариант, что мы имеем дело... с кометами или другим мусором на орбитах звезд, которые заслоняют частично их свет, что и приводит к появлению подобных минимумов. В таком случае было бы интересно поработать с этими звездами в инфракрасной области, чтобы попробовать найти тепловое излучение этих пылевых конвертов и окончательно решить вопрос о природе подобных минимумов. Здесь явно требуются еще руки, глаза и мозги... не хотите помочь?

Одна из этих 5 звезд — совершенно особенная, HCG 332, ставшая знаменитой после работы Опенгеймера и других астрофизиков в 1997 году. В том исследовании ученые пытались определить для Плеяд границу истощения, чтобы понять, какие звезды уже достигли в своем ядре температур, достаточных для поджигания процесса синтеза лития. Подобных звезд в Плеядах не обнаружилось (ну, то есть, все они оказались чуть моложе, чем надо). Однако, неожиданно оказалось, что в скоплении есть два М-карлика (HCG 332 и HCG 509) с сильными линиями лития — там, где, в принципе их быть не должно! Оба карлика находятся на 1 звездную величину выше главной последовательности одиночных звезд Плеяд, и это привело ученых к мысли, что, скорее всего, обе звезды не принадлежат самому скоплению и являются очень юными звездами, еще только вступающими на главную последовательность — то есть, рождающимися новыми звездами!

Звездное племя — такое разнообразное, такое блестящее, такое интересное, что не засунуть его ни в одну классификацию, ни в одну систему. Да, диаграмма Герцшпрунга-Рассела (спектр-светимость), хорошо работает там, где нужна предварительная систематизации разрозренных знаний о скоплениях большого числа звезд, но вот ведь в чем штука - возьми каждую из звезд, и, при пристальном рассмотрении, она расскажет о себе такие удивительные истории, какие не впишутся ни в одну диаграмму...

Совсем как люди - пообщайся с каждым, чтобы понять, какие они все разные, и какая у каждого своя правда.

А статистика нужна для описания безличной толпы.


Кому не нравятся Плеяды?
Плеядам все в округе рады
И астрономии любитель,
И астрофизики эксперт,
И любознательный родитель,
И депрессивных дум гонитель,
Уныния лихой ценитель
И знания худой конверт

Сияли синие гиганты
Очаровательные франты,
Вращались, как на карусели,
Искали то, в чем смысла нет
Они пыхтели и краснели,
Они метались и взрослели
И излучением хрустели
В теченье проходящих лет

Вокруг темно, с большой трубою
Проследуй тихо на балкон
Смотри, как царственным гербом
Они склонились над тобою.



Основано на реальных событиях, описанных в статье http://arxiv.org/pdf/1606.00055v1.pdf

Комментариев нет: