Космический телескоп TESS обнаружил 158 505 пульсирующих звезд — красных гигантов

Космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) ищет экзопланеты, но его точные измерения яркости звезд делают его идеальным инструментом для изучения звездных колебаний — области исследований, называемой астросейсмологией.

Прямо под поверхностью звезд, подобных Солнцу, горячий газ поднимается, охлаждается, а затем опускается, где он снова нагревается — это похоже на кастрюлю с кипящей водой на горячей плите.

Такое движение создает волны изменяющегося давления — звуковые волны, которые взаимодействуют друг с другом, в конечном итоге вызывая устойчивые колебания с периодами в несколько минут, которые вызывают легкие изменения яркости.

Гигантские звезды с массой, больше солнечной, пульсируют намного медленнее, и соответствующие изменения яркости могут быть в сотни раз больше.

Колебания на Солнце были впервые обнаружены в 1960-х годах. Колебания, подобные солнечным, были обнаружены в тысячах звезд космическим телескопом CoRoT, который работал с 2006 по 2013 год.

Миссии НАСА Kepler и K2, которые исследовали небо с 2009 по 2018 год, обнаружили десятки тысяч колеблющихся красных гигантов.

Теперь спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS) увеличил это число еще в 10 раз.

«С такой большой выборкой гиганты, которые могут встречаться только в 1% случаев, становятся довольно обычным явлением», — сказал Джейми Тайар, астроном из Гавайского университета. «Теперь мы можем начать думать о поиске еще более редких примеров».

В новом исследовании астрономы применили машинное обучение к данным фотометрии TESS, чтобы автоматически обнаруживать присутствие колебаний красных гигантов в спектрах звезд.

Им удалось идентифицировать в общей сложности 158 505 пульсирующих красных гигантов. Затем они определили расстояния до каждого гиганта, используя данные миссии ESA Gaia, и разнесли массы этих звезд по небу.

Звезды более массивные, чем Солнце, эволюционируют быстрее, становясь гигантами в более молодом возрасте.

Фундаментальное предсказание галактической астрономии состоит в том, что более молодые звезды с большей массой должны располагаться ближе к плоскости нашей Галактики Млечный Путь, которая отличается высокой плотностью звезд, образующих светящуюся полосу Млечного Пути в ночном небе.

«Наша карта впервые эмпирически демонстрирует, что это действительно так почти для всего неба», — говорят астрономы.

«Наш первоначальный результат с использованием звездных измерений за первые два года работы TESS показывает, что мы можем определять массы и размеры колеблющихся красных гигантов с точностью, которая будет только улучшаться по мере продолжения работы TESS».

«Что здесь действительно беспрецедентно, так это то, что широкий охват TESS позволяет нам проводить измерения равномерно почти по всему небу».