Мелодии музыкальных «звездотрясений» проливают новый свет на то, как образовалась наша галактика
Художественное изображение красного гиганта с использованием DALL-E. Автор: Claudia Reyes/ANU
Звезда́ — массивный газовый шар, излучающий свет и удерживаемый в состоянии равновесия силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят (или происходили ранее) реакции термоядерного синтеза. Ближайшей к Земле звездой является Солнце — типичный представитель спектрального класса G.
Звёзды образуются из газово-пылевой среды (главным образом из водорода и гелия) в результате гравитационного сжатия. Температура вещества в недрах звёзд измеряется миллионами кельвинов, а на их поверхности — тысячами кельвинов. Энергия подавляющего большинства звёзд выделяется в результате термоядерных реакций превращения водорода в гелий, происходящих при высоких температурах во внутренних областях. Википедия
По данным международной группы исследователей, в которую входят ученые из Австралийского национального университета (ANU) и Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, некоторые звезды демонстрируют колебания яркости с течением времени, вызванные непрерывными «звездотрясениями». Исследование опубликовано в журнале Nature.
Эти колебания можно преобразовать в частоты, которые можно использовать для определения возраста звезды и других свойств, таких как ее масса.
Ведущий автор исследования, доктор Клаудия Рейес из Австралийского национального университета, представила звезды как музыкальные инструменты, каждый из которых играет свою мелодию.
«В некоторых звездах происходят звездотрясения, приводящие к непрерывному циклу увеличения и уменьшения яркости. Внимательно наблюдая за этими крошечными колебаниями яркости, мы можем услышать музыкальный ритм звезды», — сказала доктор Рейес, которая выполнила большую часть этой работы во время своего пребывания в Университете Нового Южного Уэльса в Сиднее.
«Эти колебания подобны музыкальным нотам, похожим на вибрации струны или гул барабана, которые можно перевести в частоты. Каждая частота рассказывает нам больше о размере звезды, ее химическом составе и внутренней структуре».
Доктор Рейес сказал, что каждая из изученных ими звезд имеет «энергетическую оболочку вокруг своего ядра», которая помогает им оставаться живыми. Эта область звезды похожа на печь, где происходят ядерные реакции и образуются элементы. Эти реакции производят очень большое количество энергии, а элементы, образующиеся в ходе этих реакций, выбрасываются во вселенную.
По мере того, как звезда стареет и ее масса и внутренняя структура меняются (например, когда звезда превращается в субгиганта или красного гиганта), эти так называемые очаги вблизи ее ядра могут становиться больше или меньше.
Когда это происходит, звезда излучает волны разной частоты, что является важным открытием, приближающим ученых к воссозданию истории нашей галактики.
Исследователи изучали частоты, излучаемые звездами в регионе нашей галактики, известном как «рассеянное скопление M67». Доктор Рейес сказал, что исследовательская группа была заинтересована в этих конкретных звездах, потому что они как братья и сестры — они родились из одного и того же молекулярного облака в одно и то же время и, следовательно, имеют одинаковый возраст и химический состав.
Звезды в скоплении M67 также обладают схожими качествами со звездами, расположенными близко к Земле, такими как наше Солнце.
«Мы изучали частоты, излучаемые звездами в этом скоплении, по мере их превращения в субгигантов и красных гигантов — то, что никогда ранее не исследовалось в полной мере», — сказал доктор Рейес.
Ученые обнаружили, что звезды в этом скоплении достигают точки в своей жизни, когда сигнатура частоты, которую они излучают, временно останавливается, как только достигает определенной точки, как будто сигнал зацикливается, повторяясь, как заезженная пластинка, прежде чем возобновить свою прогрессию. Доктор Рейес называет этот момент «плато».
«Звезды состоят из нескольких слоев, как луковица. Мы обнаружили, что плато возникает из-за событий в определенном слое звезды и на определенных частотах, которые зависят от массы и металличности звезды», — сказал доктор Рейес.
«Это означает, что мы можем предсказать, когда и с какой частотой будет происходить плато в течение жизненного цикла звезды, что позволяет чрезвычайно точно оценить возраст звезд, находящихся в настоящее время в фазе плато.
«Это исследование помогает нам лучше понять, как развиваются звезды, и предоставляет новый инструмент для оценки их возраста, что имеет решающее значение для изучения эволюции нашей галактики».
В работе приняли участие ученые из Австралийского национального университета, Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, Сиднейского университета, Йельского университета, Гавайского университета и Массачусетского технологического института.
Больше информации: Acoustic modes in M67 cluster stars trace deepening convective envelopes, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08760-2
Источник: Australian National University
0 комментариев