|
Новая методика позволяет измерять температуру звезды
|
|
|
|
Астрономы изучают звезды, изучая различные цвета излучаемого ими света — цвета, которые они улавливают и анализируют с помощью спектроскопии. Теперь команда, возглавляемая Этьеном Артигау из Университета Монреаля, разработала метод, который использует спектр звезды для отображения изменений ее температуры с точностью до десятой доли градуса Цельсия в различных временных масштабах.
|
|
|
|
"Отслеживая температуру звезды, мы можем многое узнать о ней, например, о периоде ее вращения, звездной активности, магнитном поле", - пояснил Артигау, астрофизик из Института исследований экзопланет имени Троттье (IREx) в Удеме. - Такие подробные знания также необходимы для поиска и изучения планет у звезды".
|
|
|
|
В статье, принятой к публикации в Astronomical Journal и доступной в настоящее время на сервере препринтов arXiv, Артигау и его команда демонстрируют эффективность и универсальность метода, используя наблюдения четырех совершенно разных звезд, сделанные с помощью Канадско-Франко-Гавайского телескопа на Гавайях и 3,6-метрового телескопа Европейской южной обсерватории (ESO). в Ла-Силье, Чили.
|
|
Усовершенствованный метод анализа спектров
|
|
|
|
Ученые впервые обратили свое внимание на спектры звезд, чтобы улучшить обнаружение экзопланет с помощью радиальной скорости. Этот метод измеряет слабые колебания в звезде, вызванные гравитационным притяжением вращающейся планеты. Чем сильнее колебания, тем больше планета.
|
|
|
Но трудно обнаружить очень малые колебания и, следовательно, планеты с малой массой. Чтобы решить эту проблему, Артигау и его команда разработали методику, использующую метод лучевой скорости, который анализирует полный спектр звезды, а не только несколько фрагментов, как это делалось ранее с помощью этого метода.
|
|
|
|
Это позволяет обнаруживать планеты размером с Землю, вращающиеся вокруг небольших звезд. Затем Артигау пришла в голову идея использовать аналогичную стратегию для обнаружения изменений не только в колебаниях звезды, но и в ее температуре.
|
|
Различие между звездами и их планетами
|
|
|
|
Измерения температуры имеют решающее значение при поиске экзопланет, которые в основном наблюдаются косвенно, путем тщательного слежения за их звездами. В последние годы астрономы столкнулись с серьезным препятствием: как отличить наблюдаемые эффекты звезды от ее планет.
|
|
|
|
Это проблема как при поиске экзопланет с использованием лучевой скорости, так и при изучении их атмосфер с помощью транзитной спектроскопии.
|
|
|
|
"Очень трудно подтвердить существование экзопланеты или изучить ее атмосферу без точных знаний о свойствах звезды-хозяина и о том, как они меняются с течением времени", - объяснил Чарльз Кадье, докторант IREx, который участвовал в исследовании.
|
|
|
|
"Эта новая методика дает нам бесценный инструмент для обеспечения надежности наших знаний об экзопланетах и для улучшения наших характеристик их свойств".
|
|
Непревзойденная точность
|
|
|
|
Температура поверхности звезды - это основное свойство, на которое полагаются астрономы, поскольку оно может быть использовано для определения светимости и химического состава звезды. В лучшем случае точную температуру звезды можно определить с точностью около 20°C.
|
|
|
|
Однако новый метод измеряет не точную температуру, а изменение температуры с течением времени, которое он может определять с поразительной точностью.
|
|
|
|
"Мы не можем сказать, какая температура у звезды — 5000°C или 5020°C, но мы можем определить, увеличилась она или уменьшилась на градус, даже на долю градуса - никто никогда раньше этого не делал", - сказал Артигау.
|
|
|
|
"Обнаружить такие незначительные изменения температуры в человеческом теле - непростая задача, поэтому представьте, каково это для газообразного шара с температурой в тысячи градусов, расположенного на расстоянии десятков световых лет".
|
|
Беспрецедентное открытие четырех звезд
|
|
|
|
Чтобы продемонстрировать, что их методика работает, исследователи использовали наблюдения, сделанные с помощью спектрографа SPIRou на телескопе Канада-Франция-Гавайи и спектрографа HARPS на 3,6-метровом телескопе ESO.
|
|
|
|
В данных, полученных этими двумя телескопами для четырех небольших звезд в окрестностях Солнца, команда смогла четко увидеть изменения температуры, которые они связали либо с вращением звезды, либо с событиями на ее поверхности или в окружающей среде.
|
|
|
|
Новый метод позволил измерить большие колебания температуры. Для звезды AU Microscopii, известной своей высокой звездной активностью, команда зафиксировала колебания почти на 40°C.
|
|
|
|
С помощью этого метода они смогли измерить не только очень быстрые изменения температуры, связанные с короткими периодами вращения, составляющими несколько дней, такими как у AU Microscopii и Эпсилон Эридана, но и те, которые происходят в течение гораздо более длительных периодов времени, что является сложной задачей для наземных телескопов.
|
|
|
|
"Мы смогли измерить изменения в несколько градусов или меньше, происходящие в течение очень длительных периодов, например, связанные с вращением звезды Барнарда, очень тихой звезды, которой требуется пять месяцев, чтобы совершить полный оборот", - пояснил Артигау. - Раньше нам пришлось бы использовать космический телескоп "Хаббл", чтобы измерить такое тонкое и медленное изменение".
|
|
|
|
Новая методика также позволила обнаружить очень тонкие изменения температуры на поверхности звезд. Например, команда обнаружила незначительные изменения температуры у звезды HD 189733, совпадающие с орбитой ее экзопланеты HD 189733 b, гигантской горячей планеты Юпитер.
|
|
Открылись новые горизонты
|
|
|
|
Исследователи UdeM отмечают, что этот метод работает не только со SPIRou и HARPS, но и с любым спектрографом, работающим в видимом или инфракрасном диапазоне.
|
|
|
|
Инновационный метод будет непосредственно применим к наблюдениям с помощью спектрографа NIRPS, установленного в прошлом году на телескопе ESO в Чили. По мнению исследователей, этот метод также можно будет использовать с космическими приборами, такими как космический телескоп Джеймса Уэбба.
|
|
|
|
"Мощь и универсальность этого метода означают, что мы можем использовать существующие данные из многочисленных обсерваторий для обнаружения изменений, которые ранее были слишком малы, чтобы их можно было заметить, даже в очень длительных временных масштабах", - сказал Артигау.
|
|
|
|
- Это открывает новые горизонты в нашем изучении звезд, их активности и их планет".
|
|
|
|
Источник
|
