Družice TESS objevila 158 505 pulsujících rudých obrů

Lovec exoplanet NASA s názvem Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) díky vysoké citlivosti měření jasnosti hvězd je ideální svou konstrukcí pro studium hvězdných oscilací v oblasti výzkumu nazvané astroseismologie. Právě pod povrchem hvězd podobných Slunci, kde vystupuje horký plyn, ochlazuje se a následně klesá dolů, kde se znovu zahřívá. Stejný proces probíhá například v kastrolu vařící vody na horkém sporáku.

Tento pohyb vytváří vlny proměnného tlaku – zvukové vlny – které se navzájem ovlivňují, nakonec pohánějí trvalé oscilace s periodou několika minut, které vyvolávají malé změny jasnosti. Obří hvězdy s hmotnostmi podobnými Slunci pulsují mnohem pomaleji a příslušné změny jasnosti mohou být několik set krát větší.

Oscilace na Slunci byly poprvé pozorovány v šedesátých letech minulého století. Oscilace podobné slunečním byly detekovány u několika tisíců hvězd pomocí evropské astronomické kosmické družice CoRoT (Convection, Rotation and planetary Transits), která byla funkční v letech 2006 až 2013.
Družice NASA s názvem Kepler, jejímž úkolem bylo mimo jiné objevování exoplanet, objevila v rámci základní mise a prodloužené mise K2 desítky tisíc oscilujících obrů. Nyní další družice NASA s názvem TESS rozšířila tento počet více než desetkrát.

V nových výzkumech astronomové aplikovali strojové učení za účelem studia obsáhlé databáze fotometrických dat z družice TESS k automatické detekci přítomnosti oscilací rudých obrů ve hvězdných spektrech. Byli tak schopni identifikovat celkem 158 505 pulsujících rudých obrů. Potom určili vzdálenosti pro každou obří hvězdu na základě dat z evropské astronomické družice Gaia a zmapovali hmotnosti těchto hvězd napříč oblohou. Hvězdy mnohem hmotnější než Slunce se vyvíjejí rychleji, proto obrům přináleží nižší věk.

Základní předpoklad v galaktické astronomii je, že mladší a hmotnější hvězdy by měly ležet blíže roviny naší Galaxie, která se vyznačuje vysokou hustotou hvězd vytvářejících zářivý pás Mléčné dráhy na noční obloze.

„Naše mapa znázorňuje vůbec poprvé empiricky, že to je vskutku záležitost táhnoucí se napříč téměř celou oblohou,“ říká Daniel Huber, rovněž z University of Hawaii. „S pomocí družice Gaia observatoř TESS nám nyní dala lístky na koncert rudých obrů ve vesmíru.“

„Náš počáteční závěr využívající měření hvězd během prvních dvou roků pozorování prostřednictvím družice TESS ukázal, že můžeme stanovit hmotnosti a rozměry těchto oscilujících obrů s přesností, která bude pouze zvyšována s tím, jak bude družice TESS pokračovat v pozorování,“ říká Marc Hon, také z University of Hawaii. „Co je skutečně bezpříkladné, je, že široký záběr družice TESS nám dovolí provést tato měření jednotně napříč téměř celou oblohou.“

Výsledky pozorování byly publikovány v časopise Astrophysical Journal.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/tess-pulsating-red-giant-stars-09936.html a https://scitechdaily.com/nasas-tess-tunes-into-an-unprecedented-all-sky-symphony-of-pulsating-red-giant-stars/

autor: František Martinek