Bir yıldızı nasıl tartarsınız? RR Lyrae yıldızlarının kütleleri titreşimlerinden ortaya çıkıyor

RR Lyrae yıldızları, yakıt olarak çekirdeklerindeki helyumu yakan, eski, titreşen yıldızlardır. Ataları güneşimize benziyordu ama artık güneşimizden çok daha büyük ve parlaklar. Samanyolu’nda yüzbinlerce RR Lyrae yıldızı olduğunu biliyoruz ve bunları galaksimizin oluşumundan bu yana nasıl geliştiğini incelemek için kullanabiliriz. Ancak şimdiye kadar gökbilimcilerin gözünden kaçan temel bir ölçüm vardı: Şimdiye kadar RR Lyrae yıldızlarının kütlelerini belirlemenin güvenilir bir yolu yoktu.

RR Lyrae yıldızları aynı zamanda kappa mekanizması olarak bilinen bir “yıldız motoru” tarafından tahrik edilen titreşimli yıldızlardır: kısmen iyonize helyum içeren yıldızın içindeki bir alt yüzey katmanının, yıldız çekirdeğinden ayrılabilecek enerji miktarını modüle ettiği bir süreç. . Bu katman bir ısı motoru gibi davranır, böylece titreşen yıldızların zarfları, dalgalar içlerinde yayıldıkça periyodik olarak genişler ve daralır. Bu fenomen gökbilimciler tarafından parlaklıktaki periyodik değişiklikler olarak gözlemlenmektedir.

Belirli bir yıldızın içinden yayılan dalgaların türü, yıldızın içindeki fiziksel koşullara bağlıdır. Sonuç olarak, tıpkı Dünya’nın içini sismoloji yoluyla incelemeye benzer şekilde, bir yıldızın iç özelliklerini onun titreşimlerine dayanarak inceleyebiliriz. Yıldızlar söz konusu olduğunda bu alana asterosismoloji denir.

Uzun yıllar boyunca RR Lyrae yıldızlarının basit radyal titreştiriciler olduğu düşünülüyordu: titreşim sırasında küresel simetrisi korunan yıldızlar. Yalnızca bir iki nabız modu mevcut olduğundan, bunları birden fazla nabız modunun tanımlanmasını gerektiren asterosismoloji ile incelemek mümkün değildi.

Ancak son on yılda mükemmel yer ve uzay temelli gözlemler, RR Lyrae yıldızlarına ilişkin görüşlerimizde devrim yarattı. Bu tür modern gözlemler, RR Lyrae yıldızlarının, yalnızca çok küçük genliklere sahip, radyal olmayan ek periyodikliklere sahip olabileceğini ortaya çıkarmıştır.

Bu modların kökeni uzun süredir bilinmiyordu, ancak bu periyodiklikleri gösteren yıldızların artan sayısı, gözlemlenen sinyallerin 8 veya 9 derecelik radyal olmayan titreşim modlarından kaynaklandığına dair bir hipotezin geliştirilmesini kolaylaştırdı. veya 9 düğüm çizgisi, yüzeyi ayrı bölgelere ayırır. Bu derecelerdeki modların daha önce uzak yıldızlar için gözlemlenemeyeceği düşünülüyordu.

Bununla birlikte, bu yeni tanımlanan titreşim modları, RR Lyrae yıldızlarını incelemek ve özellikle uzun süredir devam eden kütle ölçümleri sorununu çözmek için asterosismik yöntemlerin uygulanmasını mümkün kıldı. Neyse ki, bu ek radyal olmayan modlarla, eğer teori doğruysa, RR Lyrae yıldızlarının kütleleri asterosismoloji kullanılarak tahmin edilebilir.

Bu kütle belirleme işlemi Dr. tarafından başarıyla gerçekleştirildi. Henryka Netzel, László Molnár ve Meridith Joyce, Budapeşte, Macaristan’daki Konkoly Gözlemevi’ndeki araştırmacılar, yedi iyi kısıtlı RR Lyrae yıldızı için. RR Lyrae yıldızlarındaki yüksek dereceli modların ardındaki teoriyi test etmek için Kepler, TESS ve Gaia uzay teleskoplarından elde edilen yüksek hassasiyetli gözlemleri, bu yıldızların teorik yıldız titreşim modelleriyle birleştirdiler.

Bağımsız gözlemler kullanarak, bu yıldızların gözlemlenen parlaklığı veya metalikliği gibi fiziksel parametreler üzerindeki kısıtlamaları belirlediler. Daha sonra MESA-RSP yıldız titreşim koduyla çeşitli parametrelere (parlaklık, metaliklik, sıcaklık ve en önemlisi kütle gibi) göre RR Lyrae yıldızlarının teorik modellerinden oluşan bir tablo hesapladılar ve bu tür modellerin titreşim gösterip göstermeyeceğini ve eğer varsa test ettiler. yani farklı modların titreşim periyotları ne olacaktır?

Sonuçlar, baş yazar Dr. Netzel (şu anda Lozan, İsviçre’deki EPFL’de doktora sonrası araştırmacı) ve meslektaşları tarafından dergide yayınlandı. Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık BildirimleriRR Lyrae yıldızlarındaki periyodikliklerin, önerilen 8-9 derecelik radyal olmayan modların tanımlanması kullanılarak başarılı bir şekilde yeniden üretilebileceğini göstermektedir.

Yazarlar, incelenen yıldızlar için 0,5 ile 0,85 güneş kütlesi arasında değişen asterosismik kütleleri başarıyla elde ettiler; bu, yıldız evrimi modellerinin tahminleri ve diğer dolaylı kütle tahmin araçlarıyla iyi bir uyum içindeydi. Şimdi bu araştırmayı genişletmeyi ve bu yeni yöntemi, diğer RR Lyrae pulsatörlerinin kütlelerini belirlemek ve bunları, yıldız yaşamının RR Lyrae aşamasından önceki ve sonraki evrimsel aşamalardaki yıldız kütleleriyle karşılaştırmak için kullanmayı planlıyorlar.