Kepler -satellitten opdager variation i de syv søstre

De syv søstre, som de var kendt for de gamle grækere, er nu kendt af moderne astronomer som Pleiades -stjerneklyngen - et sæt stjerner, der er synlige for det blotte øje og er blevet undersøgt i tusinder af år af kulturer over hele verden. Nu har Dr Tim White fra Stellar Astrophysics Center ved Aarhus Universitet og hans team af danske og internationale astronomer demonstreret en kraftfuld ny teknik til at observere stjerner som disse, som normalt er alt for lyse til at se på med højtydende teleskoper. Deres arbejde er offentliggjort i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Ved hjælp af en ny algoritme til at forbedre observationer fra Kepler -rumteleskopet i sin K2 -mission, holdet har udført den mest detaljerede undersøgelse endnu af variabiliteten af ​​disse stjerner. Satellitter som Kepler er konstrueret til at søge efter planeter, der kredser om fjerne stjerner ved at lede efter faldet i lysstyrke, når planeterne passerer foran, og også at lave asteroseismologi, studere strukturen og udviklingen af ​​stjerner som afsløret af ændringer i deres lysstyrke.

Fordi Kepler -missionen var designet til at se på tusinder af svage stjerner ad gangen, nogle af de lyseste stjerner er faktisk for lyse til at observere. Hvis man retter en lysstråle fra en lys stjerne på et punkt på en kameradetektor, får de centrale pixels i stjernens billede mættet, hvilket medfører et meget betydeligt tab af præcision ved måling af stjernens samlede lysstyrke. Dette er den samme proces, der forårsager tab af dynamisk rækkevidde på almindelige digitale kameraer, som ikke kan se svage og lyse detaljer i den samme eksponering.

"Løsningen på at observere lyse stjerner med Kepler viste sig at være ret enkel, "sagde hovedforfatter Dr. Tim White." Vi er hovedsageligt bekymrede for slægtninge, frem for absolut, ændringer i lysstyrke. Vi kan bare måle disse ændringer fra nærliggende umættede pixels, og ignorere de mættede områder helt. "

Men ændringer i satellitens bevægelse og små ufuldkommenheder i detektoren kan stadig skjule signalet om stjernevariabilitet. For at overvinde dette, forfatterne udviklede en ny teknik til at vægte hver pixels bidrag for at finde den rigtige balance, hvor instrumentaleffekter annulleres, afslører den sande stjernevariabilitet. Denne nye metode har fået navnet halofotometri, en enkel og hurtig algoritme, som forfatterne har frigivet som gratis open source-software.

De fleste af de syv stjerner afsløres for at være langsomt pulserende B-stjerner, en klasse af variabel stjerne, hvor stjernens lysstyrke ændres med dagslange perioder. Frekvenserne af disse pulsationer er nøglen til at udforske nogle af de dårligt forståede processer i kernen af ​​disse stjerner.

Den syvende stjerne, Maia, er anderledes:den varierer med en regelmæssig periode på 10 dage. Tidligere undersøgelser har vist, at Maia tilhører en klasse af stjerner med unormale overfladekoncentrationer af nogle kemiske elementer, såsom mangan. For at se om disse ting var relateret, der blev taget en række spektroskopiske observationer med Hertzsprung SONG -teleskopet.

"Det, vi så, var, at de lysstyrkeændringer, som Kepler ser, går hånd i hånd med ændringer i styrken af ​​manganoptagelse i Maias atmosfære, "sagde dr. Victoria Antoci, medforfatter til værket og adjunkt ved Stellar Astrophysics Center, Aarhus Universitet. "Vi konkluderer, at variationerne skyldes et stort kemisk sted på stjernens overflade, som kommer ind og ud af syne, når stjernen roterer med en periode på ti dage. "

"For 60 år siden, astronomer havde troet, at de kunne se variation i Maia med perioder på et par timer og foreslog, at dette var den første i en helt ny klasse af variable stjerner, de kaldte 'Maia Variables', "Hvid sagde, "men vores nye observationer viser, at Maia ikke selv er en Maia -variabel!"

Der blev ikke påvist tegn på eksoplanetære transit i denne undersøgelse, men forfatterne viser, at deres nye algoritme kan opnå den præcision, der vil være nødvendig for Kepler og fremtidige rumteleskoper såsom Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) for at opdage planeter, der transiterer stjerner lige så lyse som vores nabostjerne Alpha Centauri. Disse nærliggende lyse stjerner er de bedste mål for fremtidige missioner og faciliteter såsom James Webb Space Telescope, som skal lanceres sidst i 2018.