Gezegenimiz ölüme mahkumdur. Birkaç milyar yıl içinde, güneş hidrojen yakıtını tüketecek ve kırmızı bir deve dönüşecek - o kadar büyük bir yıldız ki kavuracak, karartacak ve iç gezegenleri yutacak.

Kırmızı devler gezegenler için kötü haber olsa da, astrofizikçiler için iyi haber. Kalpleri, yeni başlayan protostarlardan zombi beyaz cücelere kadar bir dizi yıldız gövdesini anlamanın anahtarlarını elinde tutuyor, çünkü içlerinde derinlerde bir yıldızın kaderini şekillendirebilecek görünmez bir güç yatıyor: manyetik alan.

Yıldızların yüzeylerine yakın manyetik alanlar genellikle iyi karakterize edilir, ancak çekirdeklerinde neler olup bittiği çoğunlukla bilinmez. Bu değişiyor çünkü kırmızı devler, bir yıldızın derinliklerindeki manyetizmayı incelemek için benzersiz bir şekilde uygundur. Bilim adamları bunu, yıldız depremlerini - bir yıldızın yüzeyindeki ince salınımları - yıldız içlerine açılan bir portal olarak kullanarak yaparlar.

"Kırmızı devler, çekirdeği çok hassas bir şekilde araştırmanıza izin veren bu salınımlara sahiptir" dedi. Tim Nevresim Takımı, Sidney Üniversitesi'nde kırmızı dev yıldızları inceleyen bir asterosismolog.

Geçen yıl, Toulouse Üniversitesi'nden bir ekip bu salınımların şifresini çözdü ve içindeki manyetik alanları ölçtü. üçlü kırmızı dev. Bu yılın başlarında, aynı ekip algılanan manyetik alanlar 11 kırmızı dev daha içinde. Birlikte gözlemler, devlerin kalplerinin beklenenden daha gizemli olduğunu gösterdi.

Bir yıldızın kalbine yakın olan manyetik alanlar, yıldızın içindeki kimyasal karışımda çok önemli roller oynar ve bu da bir yıldızın nasıl geliştiğini etkiler. Yıldız modellerini iyileştirerek ve iç manyetizmayı dahil ederek, bilim adamları yıldız yaşlarını daha doğru bir şekilde hesaplayabilecekler. Bu tür ölçümler, potansiyel olarak yaşanabilir uzak gezegenlerin yaşlarını belirlemeye ve galaksi oluşumunun zaman çizelgelerini belirlemeye yardımcı olabilir.

"Yıldız modellemeye manyetizmayı dahil etmiyoruz" dedi Lisa BugnetAvusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nde kırmızı devlerin içindeki manyetik alanları incelemek için yöntemler geliştiren bir astrofizikçi. "Çılgınca ama orada değil çünkü nasıl göründüğü [veya] ne kadar güçlü olduğu hakkında hiçbir fikrimiz yok."

Güneşe Bakmak

Bir yıldızın kalbini incelemenin tek yolu, yıldız salınımlarını inceleyen asterosismolojidir.

Nasıl Dünya'nın içinde dalgalanan sismik dalgalar gezegenin yeraltı manzarasını haritalandırmak için kullanılabiliyorsa, yıldız salınımları da bir yıldızın iç organlarına açılan bir pencere açar. Yıldızlar, bir yıldızın iç bileşimi ve dönüşü hakkında bilgi taşıyan dalgalar üreterek, plazma çalkantıları olarak salınır. Bugnet, süreci çalan bir zile benzetir - bir zilin şekli ve boyutu, zilin özelliklerini ortaya çıkaran belirli bir ses üretir.

Bilim adamları, sarsılan devleri incelemek için NASA'nın gezegen avcılığından elde edilen verileri kullanıyor kepler teleskopu180,000'den fazla yıldızın parlaklığını yıllarca izleyen. Duyarlılığı, astrofizikçilerin, yıldızın hem yarıçapını hem de parlaklığını etkileyen yıldız salınımlarına bağlı yıldız ışığındaki çok küçük değişiklikleri tespit etmesine olanak sağladı.

Ancak yıldız salınımlarının kodunu çözmek zordur. İki temel çeşide sahiptirler: bir yıldızın dış bölgelerinde hareket eden ses dalgaları olan akustik basınç modları (p-modları) ve frekansı daha düşük olan ve çoğunlukla çekirdekle sınırlı olan yerçekimi modları (g-modları). . Güneşimiz gibi yıldızlar için, gözlemlenebilir salınımlarına p-modları hakimdir; dahili manyetik alanlardan etkilenen g-modları, tespit edilemeyecek kadar zayıftır ve yıldızın yüzeyine ulaşamaz.

2011 yılında KU Leuven astrofizikçisi Paul Beck ve meslektaşları kullanılan Kepler verileri kırmızı devlerde p-modları ve g-modlarının etkileşime girdiğini ve karma mod olarak bilinen şeyi ürettiğini göstermek için. Karma modlar, bir yıldızın kalbini inceleyen araçtır - gökbilimcilerin g-modu salınımlarını görmelerine izin verir - ve bunlar yalnızca kırmızı dev yıldızlarda tespit edilebilir. Karışık modları incelemek, astrofizikçilerin öngördüğünün aksine, kırmızı dev çekirdeklerin yıldızın gaz kabuğundan çok daha yavaş döndüğünü ortaya çıkardı.

Bu bir sürprizdi ve bu modellerde çok önemli bir şeyin eksik olduğunun olası bir göstergesiydi: manyetizma.

Yıldız Simetrisi

Geçen yıl, çete liŞu anda KU Leuven'de bir asterosismolog olan , Kepler'in devlerini kazmaya başladı. Bir kırmızı devin çekirdeğindeki manyetik alanı kaydeden karma modlu bir sinyal arıyordu. "Şaşırtıcı bir şekilde, aslında bu fenomenin birkaç örneğini buldum" dedi.

Tipik olarak, kırmızı devlerdeki karışık modlu salınımlar neredeyse ritmik olarak meydana gelir ve simetrik bir sinyal üretir. Bugnet ve diğerleri vardı tahmin manyetik alanların bu simetriyi bozacağını, ancak Li'nin ekibine kadar hiç kimse bu zor gözlemi yapamadı.

Li ve meslektaşları tahmin edilen asimetrileri sergileyen dev bir üçlü buldular ve her yıldızın manyetik alanının kadar "Tipik bir buzdolabı mıknatısından 2,000 kat daha güçlü" — güçlü ama tahminlerle tutarlı.

Ancak, üç kırmızı devden biri onları şaşırttı: Karma mod sinyali geriydi. "Biraz şaşırdık" dedi Sebastien Deheuvels, bir çalışma yazarı ve Toulouse'da bir astrofizikçi. Deheuvels, bu sonucun, yıldızın manyetik alanının yan yattığını gösterdiğini, yani tekniğin yıldız evrimi modellerini güncellemek için çok önemli olan manyetik alanların yönünü belirleyebileceğini düşünüyor.

Deheuvels liderliğindeki ikinci bir çalışma, 11 kırmızı devin çekirdeklerindeki manyetik alanları tespit etmek için karma mod asterosismoloji kullandı. Burada ekip, bu alanların g-modlarının özelliklerini nasıl etkilediğini araştırdı - Deheuvels'in belirttiği gibi, kırmızı devlerin ötesine geçmek ve yıldızlardaki bu nadir asimetrileri göstermeyen manyetik alanları tespit etmek için bir yol sağlayabilir. Deheuvels, "Ama önce bu davranışı gösteren kırmızı devlerin sayısını bulmak ve bunları bu manyetik alanların oluşumu için farklı senaryolarla karşılaştırmak istiyoruz" dedi.

Sadece Bir Sayı Değil

Yıldız depremlerinin yıldızların içini araştırmak için kullanılması, yıldız evriminde bir "rönesans" başlattı. Conny AertsKU Leuven'de bir astrofizikçi.

Rönesans, yıldızları ve evrendeki yerimizi anlamamız için geniş kapsamlı sonuçlara sahiptir. Şimdiye kadar, bilim adamlarının Dünya Savaşı sırasında oluşan meteorların kimyasal bileşimine dayanarak belirledikleri tek bir yıldızın - güneşimizin - tam yaşını biliyoruz. güneş sisteminin doğuşu. Evrendeki diğer her yıldız için, yalnızca dönme ve kütleye dayalı tahmini yaşlarımız var. Dahili manyetizma ekleyin ve yıldız yaşlarını daha kesin bir şekilde tahmin etmenin bir yolunu bulursunuz.

Ve yaş sadece bir sayı değil, evrenle ilgili en derin soruların bazılarını yanıtlamaya yardımcı olabilecek bir araçtır. Dünya dışı yaşam arayışına girin. 1992'den beri bilim adamları 5,400'den fazla ötegezegen tespit etti. Bir sonraki adım, bu dünyaları karakterize etmek ve yaşam için uygun olup olmadıklarını belirlemektir. Buna gezegenin yaşını bilmek de dahildir. Deheuvels, "Yaşını bilmenin tek yolu, ev sahibi yıldızın yaşını bilmektir" dedi.

Kesin yıldız yaşları gerektiren başka bir alan, galaksilerin nasıl bir araya geldiğini inceleyen galaktik arkeolojidir. Örneğin Samanyolu, evrimi sırasında daha küçük gökadaları yuttu; astrofizikçiler bunu biliyor çünkü yıldızlardaki kimyasal bolluk onların atalarının izini sürüyor. Ancak bunun ne zaman gerçekleştiğine dair iyi bir zaman çizelgeleri yok - çıkarsanan yıldız yaşları yeterince doğru değil.

Aerts, "Gerçek şu ki, bazen yıldız çağında 10 kat yanlış oluyoruz" dedi.

Yıldız kalplerindeki manyetik alanların incelenmesi henüz başlangıç ​​aşamasındadır; yıldızların nasıl geliştiğini anlamak söz konusu olduğunda pek çok bilinmeyen var. Ve Aerts için bunda bir güzellik var.

"Doğa bizden daha yaratıcı," dedi.

Jackson Ryan'ın bu hikaye için yaptığı seyahat, kısmen ISTA Science Journalist in Residence Programı tarafından finanse edildi.