天文学者は、星の「見えない」ヘリウムバーストを検出する方法を発見しました

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ビデオ: 太陽系の9番目の惑星-私たちが探している天体 2022, 12月
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Anonim
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天体物理学者は、観測できないと考えられていたヘリウムフレア(小さな星の核でのヘリウムの熱核燃焼の爆発的な開始)がまだ「外側」に見られることを発見しました。科学者によると、このプロセスは照明器具の振動に影響を与え、明るさのわずかな変動を引き起こすはずであり、たとえば、TESS宇宙望遠鏡によって記録することができます。科学者はジャーナルNatureAstronomyに書いています。

星は、軽い元素の核が融合して重い元素を形成する熱核融合反応によって輝きます。ほとんどの星は水素原子核の融合からエネルギーを得ますが、それが終わると、より重い原子核との反応が始まる可能性があります。

質量が約0.8から2の太陽質量を持つ星のコアで水素が燃え尽きると、それらは主系列星を離れて赤色巨星の枝に行きます。この段階で、それらはパッシブヘリウムコアを形成し、その周りに水素の層が燃焼します。高圧のため、原子核は量子縮退の状態にあり、縮退した電子の圧力によるさらなる圧縮に抵抗します。

水素が燃焼すると、ヘリウムコアの質量とその温度が上昇し続けます。結局、ヘリウム原子核の核融合を開始するための条件が形成され、縮退した物質の圧力は温度に依存しないため、このプロセスは爆発的に発生します。この現象はヘリウムフラッシュと呼ばれ、約半世紀前にその存在が予測されていました。メインフレアの後、数百万年間、それほど強くないサブフレアが発生します。これは、コアのボリューム全体で縮退が解除された後にのみ終了します。

それにもかかわらず、フレアエネルギーは上にある層によって吸収され、主な結果は進化の軌跡の変化であるため、直接的な観測の兆候はないと考えられていました。

ラプラタ国立大学のマルセロミラーベルトラミが率いるアルゼンチンとデンマークの天体物理学者は、ヘリウムフラッシュがまだ観測できると主張しています。科学者の結果によると、高エネルギーの放出は星の特定の振動モードの励起につながり、それは明るさの周期的な脈動の形で現れます。

星は星震学の研究の主題である多くの脈動を経験します。セファイドのサイズの変化は最もよく知られていますが、小さな変動はほとんどの星の特徴です。太陽のような星の場合の脈動の研究は、対流エンベロープ内のプロセスが、さらに、モードの離散スペクトルの励起とともに、表面全体の揺れにつながるため、特に有益です。通常、pモードは、圧力勾配が復元力であるこのような照明器具で観察されますが、反対の力の役割が重力によって果たされるgモードもあります。

著者らは、低質量星(スペクトル型sdOおよびsdBの高温準矮星)のヘリウムサブフレアによって励起されたgモードの数値シミュレーションを実行しました。このような照明器具では、ヘリウムサブフレアの光度は1万太陽に達する可能性があり、発生する振動を減衰させる上にある層の質量ははるかに小さくなります。

天体物理学者は、原子核でのそのような急激なエネルギーの放出は、数百秒から数万秒の周期で顕著な変動を引き起こす可能性があるという結論に達しました。これらは、順番に、0.001から0.01の大きさのレベルで総光度の変化を引き起こします。このような振動は、13以下の大きさの明るい準矮星について確実に記録されるべきであり、これらは100以上知られています。さらに、ヘリウムが豊富な4つの準矮星の場合、脈動はすでに測定されていますが、その性質については議論の余地があります。著者のモデルは、彼らが観察する脈動の周期を予測することができます。最も適切な天体である科学者たちは、衛星TESSの観測対象としてすでに選択されている星をFeige46と名付けました。著者の考えは、脈動周期の顕著なドリフト、つまり毎秒10-8-10-4秒のオーダーの速度での値の変化の検出によって確認されるべきです。

以前は、ヘリウムフラッシュのコースの特徴を使用して宇宙の膨張率を明らかにし、星の振動がその軌道上の惑星を検出するのに役立ち、星震学の方法を使用して、科学者は理由を解明することを計画していますベテルギウスの急速な回転のために。

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