זה עתה התגלה שיטה פשוטה ואלגנטית למדידת כוח הכבידה של כוכב. טכניקה חדשה זו, שפותחה על ידי צוות אסטרונומים ובראשה פרופסור ונדרבילט לפיזיקה ואסטרונומיה, קיוון סטאסון, מודדת את "הבהוב" הכוכב.
עם אי וודאות שנעה בין 50 אחוז ל -200 אחוז, אסטרונומים השתוקקו לנצל דרך חדשה למדידת כוח הכבידה של פני הכוכב שתיישר את המגרש. על ידי השגת נתונים משופרים עבור מגוון רחב של כוכבים במרחקים מגוונים, ייתכן ששיטה חדשה זו תוכל לחתוך את נתון אי הוודאות לחצי.
"ברגע שאתה מכיר את כוח הכבידה של פני הכוכב, אתה זקוק למדידה אחת אחרת בלבד, לטמפרטורה שלה, וזה די קל להשיג, כדי לקבוע את המסה, הגודל שלה ותכונות פיזיות חשובות אחרות", אמר סטסון.
גיבור בסרי, פרופסור לאסטרונומיה באוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, תרם למחקר. "לכן זו הפתעה נעימה מאוד לגלות שההבהוב העדין של אור הכוכב מספק דרך קלה יחסית לעשות זאת."
איך נוכל כעת למדידת כוח הכבידה של פני השטח הכוכבים? עד כה הסתמכו האסטרונומים על שלוש שיטות: פוטומטריות, ספקטרוסקופיות ואסטרוזיסיזם. דרך מדידה חדשה זו, המכונה "שיטת הבהוב", היא פשטנית בהרבה מדרכים קודמות והיא למעשה מדויקת יותר משתי מהן. בואו נסתכל על שלוש השיטות המקובלות כיום ...
לפוטומטריה בודקים כמה נוצץ כוכב בצבעים שונים. בדומה לתרשים, דפוסים אלה חושפים את ההרכב הכימי, הטמפרטורה וכוח הכבידה של פני השטח. ניתן להשתמש בנתונים הפוטומטריים קל לשימוש בכוכבים קלושים, אך הם אינם מדויקים במיוחד. זה נע בין אי וודאות של 90 עד 150 אחוז. בדומה לתצפיות פוטומטריות, הטכניקה הספקטרוסקופית מתבוננת בצבע, אך מבט מקרוב הרבה יותר על פליטות היסודות של האטמוספירה הכוכבית. אמנם יש לו אי ודאות נמוך יותר של 25 עד 50 אחוזים, אך הוא מוגבל לכוכבים בהירים יותר. בדומה לברקוד, הוא מודד את כוח הכבידה לפני השטח לפי כמה רוחב הקווים הספקטרליים מופיעים: כוח הכבידה הגבוה מתפרש, ואילו הכבידה התחתונה צרה. באסטרוזיסולוגיה הדיוק מתחדד לכמה אחוזים בלבד, אך המדידות קשות להשגה ומוגבלות לכוכבים בהירים, סמוכים. בטכניקה זו נמדד צליל הנע דרך פנים הכוכבים ומצוין תדרים ספציפיים הקשורים לכוח הכוח. כוכבי ענק דופקים באופן טבעי בגובה נמוך בזמן שכוכבים קטנים מהדהדים בקצב גבוה יותר. דמיין את הגונג של פעמון גדול לעומת הג'ינגל של קטן.
אז מה הבהוב? בשיטת הבהוב נמדדים ההבדלים של הכוכב בבהירות - במיוחד הווריאציות המתרחשות בשמונה שעות או פחות. נראה כי וריאציות אלה קשורות לגרגירת פני השטח, החיבור בין "תאים" המכסה את פני הכוכבים. אזורים אלה נוצרים על ידי עמודי גז העולים מלמטה. לכוכבים שיש להם כוח משיכה גבוהה לפני השטח, נראה שהגרגיר עדין יותר והם מרצדים במהירות רבה יותר, בעוד שכוכבים בעלי כוח הכבידה הנמוך מציגים גרגירים גסים ומבהבים באטיות. הקלטת הבהוב היא תהליך פשוט, שכולל רק חמש שורות של קוד מחשב ליצירת מדידה בסיסית. בזכות הקלות והפשטות שלה, זה מקטין לא רק את ההוצאה של קבלת נתונים, אלא גם מבטל חלק ניכר מהמאמץ הדרוש למדידת כוח הכובד של פני מספר גדול של כוכבים.
"השיטות הספקטרוסקופיות הן כמו ניתוח. הניתוח מוקפד ומעורב ובעל גרגיר עדין, "אמר סטסון. "הבהוב דומה יותר לאולטרסאונד. אתה פשוט מפעיל את הגשוש סביב פני השטח ואתה רואה את מה שאתה צריך לראות. אבל כוח האבחון שלו - לפחות לצורך מדידת כוח הכבידה - טוב אם לא טוב יותר. "
האם שיטת הבהוב מדויקת? על ידי הצבת המדידות זו לצד זו עם אסטרוזיסולוגיה, החוקרים קבעו כי יש גורם אי וודאות של פחות מ- 25 אחוז - טוב יותר מתוצאות ספקטרוסקופיות ותוצאות פוטומטריות כאחד. התכונה הרעה היחידה שלה היא שהיא דורשת נתונים מדויקים שנלקחו לאורך תקופות זמן ארוכות. עם זאת, מכשיר ייחודי, קפלר, כבר סיפק כמות עצומה של מידע שניתן למחזר. בזכות רבבות תצפיות הכוכבים שמנוטרים אחר exoplanets, נתוני קפלר זמינים לבדיקות הבהוב עתידיות.
"הדיוק המעודן של הנתונים מקפלר מאפשר לנו לעקוב אחר הטרחה והגלים על פני הכוכבים", אמר חבר הצוות ג'ושוע פפר, עוזר פרופסור לפיזיקה באוניברסיטת להיי. "התנהגות זו גורמת לשינויים עדינים בהירות הכוכב בסולם הזמן של כמה שעות ומספרת בפירוט רב עד כמה רחוק הכוכבים הללו נמצאים בתקופת החיים האבולוציונית שלהם."
איך התגלה הבהוב? הסטודנטית לתואר שני פביאן בסטיאן הייתה הראשונה שהבחינה במשהו קצת שונה תוך כדי שימוש בתוכנת הדמיה מיוחדת לבחינת נתוני קפלר. תוכנה זו, שפותחה על ידי אסטרונומים של ונדרבילט, נועדה במקור לחקר מערכי נתונים גדולים של אסטרונומיה. (כלי הדמיית הנתונים שאיפשר גילוי זה, שנקרא פילטרגרף, הוא בחינם לציבור.)
"תכננתי פרמטרים שונים וחיפשתי משהו שמתאם לחוזק השדות המגנטיים של הכוכבים", אמר באסטיאן. "לא מצאתי את זה, אבל מצאתי קשר מעניין בין דפוסי הבהוב מסוימים לכובד הכוכבים."
בסטיאן דיווח אז על תגליתה לסטאסון. לא פחות סקרן, אז החליט הזוג לנסות את השיטה החדשה על עקומות אור קפלר בארכיון של כמה מאות כוכבים דמויי שמש. על פי פרסום החדשות, כאשר מיפו את הבהירות הממוצעת של כל כוכב מסוים כנגד עוצמת הבהוב שלו, הם הבחינו בדפוס. "ככל שכוכבים מתבגרים, השונות הכללית שלהם נופלת בהדרגה למינימום. ניתן להבין זאת בקלות מכיוון שהקצב בו מסתובב כוכב יורד בהדרגה עם הזמן. כשכוכבים מתקרבים למינימום הזה, הבהוב שלהם מתחיל לצמוח במורכבות - מאפיין שהאסטרונומים כינו "פיצוח". ברגע שהם מגיעים לנקודה זו, אותה הם מכנים רצפת הבהוב, נראה שהכוכבים שומרים על רמה נמוכה זו של שונות כל שארית חייהם, אם כי נראה שהיא צומחת שוב כאשר הכוכבים מתקרבים לקצות חייהם ככוכבי ענק אדומים . "
"זו דרך חדשה ומעניינת להסתכל על אבולוציה מהממת ודרך להכניס את האבולוציה העתידית של השמש לפרספקטיבה גדולה יותר", אמר סטסון.
אז מה העתיד של השמש שלנו על פי הבהוב? כאשר החוקרים דגמו את עקומת האור של השמש, הם מצאו שהיא "מרחפת ממש מעל רצפת הבהוב". מדידה זו מביאה אותם להשערה כי סול יהפוך ל"מצב של מינימום משתנות, ובמהלך זה, הוא יאבד את כתמיו. " יכול להיות שזו הסיבה שאנו לא רואים פעילות כצפויה בזמן המרבי השמש הנוכחי, או שזו רק תיאוריה חדשה שבה מוקדם להניח הנחות? אנו נקרא להבהוב שלך ונגדל לך שני נקודות ...
מקור סיפור מקורי: מהדורת החדשות של ונדרבילט.
