Открити са най-малките „звездотресения“

Разположената на разстояние от 11,9 светлинни години звезда Епсилон Инди (ε Indi) е звезда от тип оранжево джудже (известно също като K джудже). Диаметърът ѝ е 71% от този на нашето Слънце. Международен екип, ръководен от изследователя Тиаго Кампанте от Института по астрофизика и космически науки (IA), анализира тази звезда със спектрографа ESPRESSO, монтиран на Very Large Telescope (VLT) на Европейската южна обсерватория (ESO). В резултат изследователите откриха най-малките „звездотресения“ записвани до момента.

Екипът използва техника, наречена астеросеизмология, която измерва трептенията в звездите. Този метод дава индиректен поглед върху вътрешността на звездите, точно както земетресенията ни разказват информация за вътрешността на Земята. В ε Indi пиковата амплитуда на откритите трептения е само 2,6 сантиметра в секунда (около 14% от амплитудата на слънчевите трептения). Това я прави най-малката и най-хладната звезда джудже с потвърдени подобни трептения, наблюдавана до момента. Тези измервания са толкова прецизни, че засечената скорост на трептене е по-бавна от средната скорост на ленивец.

14% от амплитудата на слънчевите трептения

„Изключителното ниво на прецизност на тези наблюдения е огромно технологично постижение. Това откритие убедително показва, че прецизната астеросеизмология е приложима при „хладни“ звезди джуджета с повърхностни температури до 4200 градуса по Целзий – около 1000 градуса по-хладни от повърхността на Слънцето“, коментира Кампанте.

Това ниво на прецизност може да помогне на изследователите да разрешат дългогодишното несъответствие между теорията и наблюденията по отношение на връзката между масата и диаметъра на тези звезди хладни джуджета.

„Известно е, че еволюционните модели на звездите подценяват диаметъра на K джуджетата с 5-15% в сравнение с диаметъра, получен от емпирични методи. Изследването на трептенията в K джуджетата чрез астеросеизмология ще помогне да се идентифицират недостатъците на настоящите звездни модели. По този начин ще ги подобрим, за да елиминираме това несъответствие“, обясни изследователят от IA Маргарида Куня.

K джуджета

Тези звездни трусове вече могат да се използват за подпомагане на планирането на бъдещия космически телескоп PLATO на Европейската космическа агенция (ESA) – мисия, в която IA е силно ангажиран. Амплитудите на трептенията, измерени в това проучване, могат да бъдат преобразувани в амплитуди във фотометрията, тъй като те ще бъдат измерени от PLATO. Това е ключова част от информацията, която ще помогне за точното прогнозиране на сеизмичния набор от данни на PLATO. Планирано е телескопът да бъде пуснат в действие през 2026 г.

Въпреки първоначалния скептицизъм, че откриването на такива колебания може да е извън обсега на настоящите ни инструментални възможности, Марио Жоао Монтейро от IA обясни: „В допълнение към откриването на наличието на подобни колебания в ε Indi, сега ние се надяваме да използваме трептенията, за да изследваме сложната физика на повърхностните слоеве в звездите джуджета от тип K. Тези звезди са по-хладни и по-активни от нашето Слънце. Това ги прави важни лаборатории за изследване на ключови явления, случващи се в повърхностните им слоеве, които все още не сме изследвали подробно.“

Телескопът PLATO

Относно това защо екипът е използвал ESPRESSO, Нуно Кардосо Сантос от IA, ръководител на изследователската група, сподели: „Международен консорциум, съвместно ръководен от IA, разработи спектрографа ESPRESSO. Основните цели на ESPRESSO са да открива и характеризира планети с ниска маса, обикалящи около други звезди, и да изследва променливостта на физическите константи на природата. Този резултат показва потенциала на спектрографа ESPRESSO за изследване на други подобни казуси.“

Тъй като оранжевите джуджета и техните планетарни системи имат много дълъг живот, наскоро те се превърнаха в основен фокус в търсенето на обитаеми светове и извънземен живот. Новото изследване демонстрира, че силата на астеросеизмологията сега може потенциално да се използва в детайлното характеризиране на такива звезди и техните обитаеми планети, с наистина дългосрочни последици. Нещо повече – точното определяне на възрастта на близките хладни джуджета, станало възможно благодарение на астеросеизмологията, може да бъде критично при тълкуването на биосигнатури в директно изобразени екзопланети.

„Всеки път, когато отворим прозорец към природата, нови изненади ни водят до неочаквани открития. ε Indi обещава да бъде такъв прозорец с ярка гледка“, коментира Марио Жоао Монтейро.

Официалната публикация можете да намерите тук.