Cara yang lebih baik untuk menimbang jutaan bintang soliter

Anonim

Astronom telah menemukan metode baru dan lebih baik untuk mengukur massa jutaan bintang soliter, terutama mereka yang memiliki sistem planet.

Mendapatkan pengukuran yang akurat tentang seberapa banyak bintang yang ditimbang tidak hanya memainkan peran penting dalam memahami bagaimana bintang dilahirkan, berevolusi dan mati, tetapi juga penting dalam menilai sifat sebenarnya dari ribuan exoplanet yang sekarang diketahui mengorbit sebagian besar bintang lainnya.

Metode ini dibuat khusus untuk Misi Gaia dari Badan Antariksa Eropa, yang sedang dalam proses memetakan galaksi Bima Sakti dalam tiga dimensi, dan Satelit Survei Satelit Transitlanet (TESS) NASA yang akan datang, yang dijadwalkan untuk diluncurkan tahun depan dan akan disurvei. 200.000 bintang paling terang di cakrawala mencari bumi asing.

"Kami telah mengembangkan metode baru untuk bintang-bintang soliter berbobot, " kata Profesor Fisika dan Astronomi Stevenson, Keivan Stassun, yang mengarahkan pengembangan. "Pertama, kami menggunakan cahaya total dari bintang dan paralaks untuk menyimpulkan diameternya. Selanjutnya, kami menganalisis cara di mana cahaya dari bintang berkedip, yang memberi kita ukuran gravitasi permukaannya. Kemudian kami menggabungkan keduanya. untuk mendapatkan total massa bintang. "

Stassun dan rekan-rekannya — Enrico Corsaro dari INAF-Osservatorio Astrofisico di Catania di Italia, Joshua Pepper dari Leigh University dan Scott Gaudi dari Ohio State University — menggambarkan metode dan menunjukkan keakuratannya menggunakan 675 bintang dari massa yang dikenal dalam sebuah artikel berjudul "Empiris, massa yang akurat dan jari-jari bintang tunggal dengan TESS dan GAIA "diterima untuk publikasi di Astronomical Journal.

Secara tradisional, metode yang paling akurat untuk menentukan massa bintang yang jauh adalah untuk mengukur orbit sistem bintang ganda, yang disebut binari. Hukum gerak Newton memungkinkan para astronom menghitung massa kedua bintang dengan mengukur orbitnya dengan cukup akurat. Namun, kurang dari setengah sistem bintang di galaksi adalah binari, dan binari hanya membentuk sekitar seperlima dari bintang katai merah yang telah menjadi tempat perburuan berharga bagi planet ekstrasurya, sehingga para astronom telah datang dengan berbagai metode lain untuk memperkirakan massa bintang soliter. Metode fotometrik yang mengklasifikasikan bintang berdasarkan warna dan kecerahan adalah yang paling umum, tetapi tidak sangat akurat. Asteroseismology, yang mengukur fluktuasi cahaya yang disebabkan oleh pulsa suara yang bergerak melalui interior bintang, sangat akurat tetapi hanya bekerja pada beberapa ribu bintang terdekat yang paling terang.

"Metode kami dapat mengukur massa sejumlah besar bintang dengan akurasi 10 hingga 25 persen. Dalam banyak kasus, ini jauh lebih akurat daripada yang mungkin dengan metode lain yang tersedia, dan yang penting dapat diterapkan pada bintang-bintang soliter sehingga kami tidak terbatas pada binari, "kata Stassun.

Teknik ini merupakan perpanjangan dari pendekatan yang dikembangkan Stassun empat tahun lalu dengan mahasiswa pascasarjana Fabienne Bastien, yang sekarang menjadi asisten profesor di Pennsylvania State University. Menggunakan perangkat lunak visualisasi data khusus yang dikembangkan oleh tim astronom Vanderbilt neuro-beragam, Bastein menemukan pola flicker halus dalam cahaya bintang yang mengandung informasi berharga tentang gravitasi permukaan bintang.

Tahun lalu, Stassun dan kolaboratornya mengembangkan metode empiris untuk menentukan diameter bintang menggunakan data katalog bintang yang diterbitkan. Ini melibatkan penggabungan informasi pada luminositas dan suhu bintang dengan data paralaks Gaia Mission. (Efek paralaks adalah perpindahan nyata dari suatu objek yang disebabkan oleh perubahan dalam sudut pandang pengamat.)

"Dengan menyusun kedua teknik ini, kami telah menunjukkan bahwa kami dapat memperkirakan massa bintang yang dikatalogkan oleh misi Kepler NASA dengan akurasi sekitar 25 persen dan kami memperkirakan bahwa itu akan memberikan akurasi sekitar 10 persen untuk jenis bintang yang misi TESS akan menargetkan, "kata Stassun.

Menetapkan massa bintang yang memiliki sistem planet adalah faktor penting dalam menentukan massa dan ukuran planet yang mengitarinya. Kesalahan 100 persen dalam perkiraan massa bintang, yang khas menggunakan metode fotometri, dapat menghasilkan kesalahan sebanyak 67 persen dalam menghitung massa planet-planetnya. Ini kira-kira setara dengan perbedaan antara Merkuri dan Bumi. Jadi, sangat penting untuk menilai dengan tepat sifat dari semua dunia asing yang para astronom mulai deteksi dalam beberapa tahun terakhir.

menu
menu