Den här veckan kommer de första resultaten från Kepler-uppdraget ut i vågor från mötet med American Astronomical Society (AAS) i Washington, DC. Jag hänvisar till en gren av astronomi som du kommer att höra mer om när Kepler och andra uppdrag börjar avslöja de inre strukturerna i stjärnor-asteroseismologi. Så vad är asteroseismologi?
Seismologi är studiet av jordbävningar på jorden. Men ännu viktigare för vår diskussion är det studien av seismiska vågor. Jordbävningar producerar olika typer av seismiska vågor som reser genom olika lager av berg, vilket ger oss ett sätt att bilda strukturer djupt inne i jorden. I huvudsak ger stora jordbävningar oss ett naturligt sonogram för att titta inuti jorden, långt djupare än vi kan tunnela eller borra. Eftersom dessa vågor sprider sig hela vägen från den ena sidan av planeten till den andra kan vi se hela vägen till jordens centrum. Det är så vi vet att den yttre kärnan på jorden är flytande och de relativa dimensionerna och densiteterna för de andra delarna av jordens inre och ytstruktur.
Asteroseismologi, även känd som stellar seismologi, ger oss samma typ av insikt i stjärnstrukturen. Genom att studera svängningarna i pulserande stjärnor kan astronomer kika in i hjärtan av stjärnorna, en av de svåraste platserna att observera i hela universumet. Anledningen till att stjärninteriören kan undersökas från svängningar är att olika svängningslägen tränger in i olika djup inuti stjärnan. Genom att kombinera pulsationshastigheten och amplituden med annan information, till exempel spektra, som avslöjar hur stjärnans sammansättning är, får vi information om den inre strukturen hos stjärnor.
Stellaroscillationslägen är indelade i tre kategorier, baserat på kraften som driver dem: akustiska, tyngdkrafts- och yttyngdvåglägen. p-läge eller akustiska vågor har tryck som sin kraft, därav namnet “p-läge”. Dessa vågor kan berätta saker om strukturen och densiteten i regioner under ytan på en stjärna. g-läge, eller tyngdkraftsvågor, är begränsade till stjärnans inre. f-mode eller ytviktvågor är också gravitationvågor, men förekommer vid eller i närheten av de yttre lagren av stjärnor, så de ger oss information om ytförhållandena för stjärnor.
Helioseismologi är studiet av utbredningen av vågsvängningar i solen. Eftersom solen är den närmaste stjärnan för oss är det mycket lättare att studera dess pulsationer mer detaljerat. Genom att tolka solsvängningar kan vi till och med upptäcka solfläckar på solens bortre sida innan de roterar i sikte. Många av våra modeller för stjärninredning är baserade på information som erhållits genom att studera solens svängningar. Men solen är bara en stjärna vid en tidpunkt i sin utveckling, så för att verkligen förstå stjärnor måste vi observera många fler stjärnor av olika storlek, massa, sammansättning och ålder.
Det är precis vad Kepler gör just nu. Satelliten stirrar på en 100 kvadratgrad hög himmel mellan Cygnus och Lyra och tar kontinuerligt data om över 150 000 stjärnor under de kommande tre till fem åren. Medan Keplers primära uppdrag är att upptäcka existensen och överflödet av jordliknande planeter runt stjärnor, kommer all denna högprecisionsfotometri att användas för annan vetenskap, särskilt studera variabla stjärnor av alla typer och utföra asteroseismologi på stjärnor som visar solliknande svängningar.
Den efterlängtade utgivningen av de första vetenskapliga resultaten från Kepler-uppdraget den 4 januari, inkluderade många artiklar om asteroseismologi och potentialen för att förstå stjärnstrukturen i enastående detalj. Astronomer rider på den nya vågen med information om vågutbredning i stjärnor. Surf's up!
Vidare läsning:
Keplers asteroseismiska potential: första resultat för stjärnor av soltyp
W. J. Chaplin, T. Appourchaux, Y. Elsworth, et al
http://arxiv.org/abs/1001.0506
Solliknande svängningar i röda jättar med låg ljusstyrka: första resultat från Kepler
T. R. Bedding, D. Huber, D. Stello, et al
http://arxiv.org/abs/1001.0229
Kepler Asteroseismology Program: Introduktion och första resultat
Ronald L. Gilliland, T. M. Brown, J. Christensen-Dalsgaard
http://arxiv.org/abs/1001.0139
