Tento týden přicházejí první výsledky z mise Kepler ve vlnách ze setkání Americké astronomické společnosti (AAS) ve Washingtonu, DC. Mám na mysli odvětví astronomie, o kterém budete víc slyšet, když Kepler a další mise začnou odhalovat vnitřní struktury hvězd - asteroseismologie. Co je to asteroseismologie?
Seismologie je studium zemětřesení na Zemi. Ale co je důležitější pro naši diskusi, je to studium seismických vln. Zemětřesení produkují různé druhy seismických vln, které prochází různými vrstvami skály, což nám poskytuje způsob, jak zobrazit struktury hluboko uvnitř Země. Velká zemětřesení nám v podstatě poskytují přirozený sonogram, abychom se podívali dovnitř Země, mnohem hlouběji pak můžeme tunel nebo vrtat. Protože se tyto vlny šíří celou cestu z jedné strany planety na druhou, můžeme se podívat až do středu Země. Takto víme, že vnější jádro Země je kapalné a relativní rozměry a hustoty ostatních částí vnitřní a povrchové struktury Země.
Asteroseismologie, známá také jako hvězdná seismologie, nám dává stejný náhled do struktury hvězd. Studiem oscilací v pulzujících hvězdách mohou astronomové nahlédnout do samotných srdcí hvězd, jednoho z nejobtížnějších míst pozorovatelných v celém vesmíru. Důvodem hvězdných interiérů, které lze zkoumat z kmitání, je to, že různé režimy kmitání pronikají do různých hloubek uvnitř hvězdy. Kombinace rychlosti a amplitudy pulzace s dalšími informacemi, jako jsou spektra, která odhaluje, jaké složení hvězdy je, získáváme informace o vnitřní struktuře hvězd.
Hvězdné oscilační režimy jsou rozděleny do tří kategorií na základě síly, která je řídí: režimy akustické, gravitační a povrchové gravitace. p-režim, nebo akustické vlny, mají tlak jako svou sílu, odtud název „p-režim“. Tyto vlny nám mohou říci věci o struktuře a hustotě oblastí pod povrchem hvězdy. Režim g nebo gravitační vlny jsou omezeny na vnitřek hvězdy. F-režim nebo vlny povrchové gravitace jsou také gravitační vlny, ale vyskytují se na vnějších vrstvách hvězd nebo v jejich blízkosti, takže nám poskytují informace o povrchových podmínkách hvězd.
Helioseismologie je studium šíření vlnových kmitů na slunci. Protože slunce je pro nás nejbližší hvězdou, je mnohem snazší studovat její pulsy podrobněji. Interpretací slunečních oscilací můžeme dokonce detekovat sluneční skvrny na opačné straně Slunce, než se otočí do dohledu. Mnoho našich modelů hvězdných interiérů je založeno na informacích získaných studiem oscilací Slunce. Ale Slunce je pouze jednou hvězdou v jednom bodě svého vývoje, takže abychom skutečně porozuměli hvězdám, musíme pozorovat mnohem více hvězd různé velikosti, hmotnosti, složení a věku.
Přesně to právě dělá Kepler. Satelit zírá na část oblohy o rozloze 100 čtverečních stupňů mezi Cygnusem a Lyrou, která nepřetržitě sbírá data o jasu více než 150 000 hvězd po dobu následujících tří až pěti let. Zatímco Keplerovým primárním úkolem je objevovat existenci a hojnost planet podobných Zemi kolem hvězd, celá tato fotometrie s vysokou přesností bude použita pro jiné vědy, zejména pro studium proměnných hvězd všech typů a provádění asteroseismologie na hvězdách vykazujících oscilace podobné slunečnímu záření.
K očekávanému zveřejnění prvních vědeckých výsledků z Keplerovy mise 4. ledna patřily četné práce o asteroseismologii a možnost pochopit hvězdnou strukturu v bezprecedentních detailech. Astronomové jedou na nové vlně informací o šíření vln ve hvězdách. Surf je nahoru!
Další čtení:
Asteroseismický potenciál Keplera: první výsledky pro hvězdy slunečního typu
W. J. Chaplin, T. Appourchaux, Y. Elsworth, et al
http://arxiv.org/abs/1001.0506
Solární oscilace červených obrů s nízkou svítivostí: první výsledky od Keplera
T. R. Bedding, D. Huber, D. Stello, a kol
http://arxiv.org/abs/1001.0229
Kepler Asteroseismology Program: Úvod a první výsledky
Ronald L. Gilliland, T. M. Brown, J. Christensen-Dalsgaard
http://arxiv.org/abs/1001.0139
