Forskere opdager tynde huller på stjernernes familieportræt

Et tyndt hul er blevet opdaget på Hertzsprung-Russell Diagram (HRD), det mest fundamentale af alle kort i stjernernes astronomi, et fund, der giver ny information om de indre strukturer af stjerner med lav masse i Mælkevejsgalaksen, ifølge en undersøgelse ledet af astronomer ved Georgia State University.

Ligesom en graf kan laves af personer med forskellig højde og vægt, astronomer sammenligner stjerner ved hjælp af deres lysstyrker og temperaturer. HRD er et "familieportræt" af stjernerne i galaksen, hvor stjerner som Solen, Altair, Alpha Centauri, Betelgeuse, nordstjernen Polaris og Sirius kan sammenlignes. Det nyopdagede hul skærer diagonalt hen over HRD og angiver, hvor der sker en afgørende indre ændring i stjernernes strukturer. Mellemrummet skitserer, hvor stjerner går fra at være større og for det meste konvektive med et tyndt strålingslag til at være mindre og fuldt konvektivt.

Stråling og konvektion er to måder at overføre energi fra inde i en stjerne til dens overflade. Stråling overfører energi gennem rummet, og konvektion er overførsel af energi fra et sted til et andet ved bevægelse af væske.

Forskerne vurderer, at stjerner over mellemrummet indeholder mere end omkring en tredjedel af Solens masse, og dem nedenfor har mindre masse. Fordi forskellige typer stjerner har forskellig masse, denne funktion afslører, hvor forskellige typer indvendige strukturer er på HRD. Gabet opstår i midten af ​​regionen af ​​"røde dværg" stjerner, som er meget mindre og køligere end Solen, men komponerer tre af hver fire stjerner i solområdet. Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet The Astrophysical Journal Letters .

"Vi var ret spændte på at se dette resultat, og det giver os ny indsigt i stjernernes strukturer og udvikling, " sagde Dr. Wei-Chun Jao, første forfatter til undersøgelsen og en stabsastronom i Institut for Fysik og Astronomi i Georgia State.

I 2013 Den Europæiske Rumorganisation (ESA) opsendte Gaia-rumfartøjet for at lave en optælling af stjernerne i Mælkevejsgalaksen og for at skabe et tredimensionelt kort. I april 2018, ESA offentliggjorde resultaterne af denne mission, afsløre et hidtil uset kort over mere end en milliard stjerner i galaksen, en 10, 000 gange stigning i antallet af stjerner med nøjagtige afstande. Forskerholdet ledet af Georgia State plottede næsten 250, 000 af de nærmeste stjerner i Gaia-dataene om HRD for at afsløre kløften. Georgia State's forskere har undersøgt afstandene til nærliggende stjerner i årevis, hvilket gjorde det muligt for dem at fortolke resultaterne og bemærke dette tynde hul.

Teamet arbejder nu på at finde ud af, hvorfor kløften er til stede. Ved at bruge resultater fra en teoretisk computermodel, der simulerer aktiviteten inde i stjernerne, det ser ud til, at kløften skyldes en lille krympning i størrelse, hvis en stjerne er konvektiv hele vejen igennem.