Das Weltraumteleskop TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) sucht nach Exoplaneten, aber seine präzisen Messungen der Sternhelligkeit machen es ideal für die Untersuchung von Sternoszillationen - ein Forschungsgebiet namens Astroseismologie.
Direkt unter der Oberfläche von Sternen wie der Sonne steigt heißes Gas auf, kühlt ab und sinkt dann wieder ab, wo es sich wieder erwärmt - es ist wie ein Topf mit kochendem Wasser auf einem heißen Herd.
Diese Bewegung erzeugt Wellen mit wechselndem Druck - Schallwellen, die miteinander interagieren und schließlich stetige Schwingungen mit Perioden von mehreren Minuten verursachen, die leichte Helligkeitsänderungen verursachen.
Riesensterne mit einer Masse größer als die Sonne pulsieren viel langsamer, und die entsprechenden Helligkeitsänderungen können Hunderte Male größer sein.
Oszillationen in der Sonne wurden erstmals in den 1960er Jahren entdeckt. Das Weltraumteleskop CoRoT, das von 2006 bis 2013 in Betrieb war, entdeckte sonnenähnliche Schwingungen in Tausenden von Sternen.
Die NASA-Missionen Kepler und K2, die von 2009 bis 2018 den Himmel vermessen haben, fanden Zehntausende schwingender Roter Riesen.
Der Transit Exoplanet Research Satellite (TESS) der NASA hat diese Zahl nun um den Faktor 10 erhöht.
„Bei einer so großen Stichprobe werden Riesen, die nur in 1% der Fälle vorkommen können, ziemlich häufig“, sagte Jamie Tayar, Astronom an der University of Hawaii. "Jetzt können wir darüber nachdenken, nach noch selteneren Beispielen zu suchen."
In der neuen Studie haben Astronomen maschinelles Lernen auf TESS-Photometriedaten angewendet, um automatisch das Vorhandensein von Roten Riesen-Oszillationen in den Spektren von Sternen zu erkennen.
Insgesamt konnten sie 158.505 pulsierende Rote Riesen identifizieren. Anschließend ermittelten sie die Entfernungen zu jedem Riesen mit Daten der ESA-Mission Gaia und verteilten die Massen dieser Sterne über den Himmel.
Sterne, die massereicher als die Sonne sind, entwickeln sich schneller und werden in jüngerem Alter zu Riesen.
Die grundlegende Vorhersage der galaktischen Astronomie ist, dass sich jüngere Sterne mit größerer Masse näher an der Ebene unserer Milchstraße befinden sollten, die durch eine hohe Dichte von Sternen gekennzeichnet ist, die das leuchtende Band der Milchstraße am Nachthimmel bilden.
„Unsere Karte zeigt erstmals empirisch, dass dies für fast den gesamten Himmel gilt“, sagen Astronomen.
"Unser erstes Ergebnis mit Sternmessungen aus den ersten beiden Jahren von TESS zeigt, dass wir die Massen und Größen von oszillierenden Roten Riesen mit einer Genauigkeit bestimmen können, die mit der Fortführung von TESS nur noch besser wird."
"Was hier wirklich beispiellos ist, ist, dass die breite Abdeckung von TESS es uns ermöglicht, fast den gesamten Himmel gleichmäßig zu messen."
Die Ergebnisse der Studie wurden im Astrophysical Journal veröffentlicht.
2021-08-07 17:20:34
Autor: Vitalii Babkin