Астросейсмология помогла найти структурные аномалии в ядрах звезд красного сгущения

Астрономы при помощи космического телескопа «Кеплер» обнаружили 24 звезды из области красного сгущения, во внутреннем ядре которых наблюдается резкое изменение структуры, что отражается в картине колебаний яркости звезд. Это поможет доработать модели внутреннего строения таких звезд, которые используются в ряде астрофизических исследований. Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Красные гиганты представляют собой звезды малой и средней массы, которые находятся на поздних стадиях своей эволюции. Когда запасы водорода в ядре звезды заканчиваются, то начинается ядерное горение водорода в окружающей ядро оболочке, что ведет к увеличению радиуса и светимости звезды. Когда в ядре маломассивного гиганта начинает гореть гелий, то звезда сходит с ветви красных гигантов на диаграмме Герцшпрунга—Рассела и попадает в область так называемого красного сгущения. Звезды из красного сгущения интересны тем, что обладают схожими свойствами, что позволяет использовать их при исследованиях эволюции звездного населения и химического состава галактик, а также для измерения расстояний в космосе.

Астросейсмологические исследования красных гигантов и звезд красного сгущения важны для понимания их внутреннего строения. Распространяющиеся в звезде колебания, такие как акустические волны (р-моды) и внутренние гравитационные волны (g-моды), будут вызывать колебания яркости светила, которые можно обнаружить в ходе точных фотометрических наблюдений. В частности, в спектре колебаний красного гиганта KIC 9332840 были найдены свидетельства резкого изменения структуры ядра звезды, и возможно подобные явления, которые ученые назвали «сбоями» (core glitch) могут иметь место и в других звездах.

Группа астрономов во главе с Матье Враром (Mathieu Vrard) из Университета штата Огайо опубликовала результаты поиска «сбоев» ядра у красных гигантов при помощи астросейсмологических методов. Ученые занимались анализом кривых блеска 359 красных гигантов, с массами менее 1,9 масс Солнца, относящихся к красному сгущению, которые были получены космическим телескопом «Кеплер».

В итоге картина колебаний яркости у 24 звезд из выборки оказалась объяснима моделью «сбоя» ядра, где структурная перестройка может возникать в переходе между конвективным ядром и зоной лучистого переноса. Возможно это явление присуще всем звездам и существует на протяжении всей их эволюции, а земной наблюдатель обнаруживает лишь наиболее яркие случаи резкого изменения структуры недр звезды, или же «сбои» ядра связаны с каким-то неизвестным физическим процессом.

О том, что такое астросейсмология и зачем она нужна, мы рассказывали в материале «Звезды волнуются раз».