Звукові хвилі від вібрації зір, які виникають через перемішування речовини всередині них, виявилися вказівкою на відстань до світил. Аналізуючи зоряні звуки, астрономи визначили відстань до понад 12 тисяч червоних гігантів, які знаходяться на відстані до 15 тисяч світлових років. Свої результати вчені опублікували в Astronomy & Astrophysics.
Художнє зображення сейсмічних хвиль, які поширюються Сонцем. ESA
Чому відстань до зір потрібно міряти за звуком?
Знання точної відстані до зір допомагає астрономам виявляти не лише властивості самих світил, а й оцінювати швидкість розширення Всесвіту та уточнювати космологічні моделі. Утім, єдиний спосіб виміряти відстань до зір напряму — метод паралакса — точний лише для близьких світил на відстані до 300 світлових років. Тоді як спектроскопічні методи, які пасують для далеких зір, мають покладатися на дані інших спостережень та моделювання. Новий метод, який використовуватиме сейсмічні дані про зорі, випробували науковці Федеральної політехнічної школи Лозанни.
Як звук вказав на відстань?
Так само, як сейсмічні хвилі можуть розповісти про структуру Землі, астросейсмологи оцінюють зоряні надра за сейсмічними хвилями, які у них поширюються. Ці хвилі виникають зокрема через конвекцію в атмосфері зір, та можуть вважатися «звучанням» зір, адже вони виникають всередині них і мають свою частоту й амплітуду. Крім звуку, сейсмічні процеси впливають і на світло зір, провокуючи коливання яскравості, за яким можна відтворити рух сейсмічних хвиль.
У своєму дослідженні вчені проаналізували коливання світла 12 500 червоних гігантів, які спостерігали космічні телескопи TESS і «Кеплер» — найбільшої вибірки зір, яку досі обирали для такого аналізу. Частоту й амплітуду сейсмічних хвиль у зорях астрономи відтворили за крихітними змінами в інтенсивності їхнього світла, враховуючи температуру і густину надр світила. Так астрономи отримали дані про розмір і яскравість зорі, а потім розрахували, як ця яскравість була б видимою із Землі, розрахувавши паралакс. Такий метод, вважають науковці, допоможе уточнити дані паралаксів, які збирає телескоп «Гая», скануючи небо.
Схематичне зображення методу паралакса. ESA
- Крім відстані до зір, астросейсмологія допомогла науковцям уточнити розміри нашого Сонця. Його точний діаметр оцінили у 695 780 кілометрів, що на 210 кілометрів менше за одну з попередніх оцінок.