Logo Zephyrnet

Trí thông minh dữ liệu tạo

Công nghệ Nano

Các nhà khoa học đo khoảng cách tới các ngôi sao bằng âm nhạc của chúng

Được xuất bản lại bởi Plato
Được xuất bản lại bởi Plato

Ngày:

Lượt xem: 68
Ngày 15 tháng 2023 năm XNUMX (Tin tức Nanowerk) Đối với hầu hết chúng ta, vô số đốm sáng trên bầu trời đêm dường như đều là những ngôi sao. Nhưng trên thực tế, một số điểm đó thực ra là các hành tinh, hoặc các mặt trời xa xôi, hoặc thậm chí là toàn bộ thiên hà cách xa hàng tỷ năm ánh sáng. Những gì bạn đang nhìn phụ thuộc vào khoảng cách của nó với Trái đất. Đó là lý do tại sao việc đo khoảng cách chính xác tới các thiên thể là mục tiêu quan trọng đối với các nhà thiên văn học – và là một trong những thách thức lớn nhất mà họ hiện đang phải giải quyết. Chính vì điều này mà Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đã khởi động sứ mệnh Gaia cách đây mười năm. Dữ liệu do vệ tinh Gaia thu thập đang mở ra cánh cửa dẫn vào Vũ trụ gần, cung cấp các phép đo thiên văn – chẳng hạn như vị trí, khoảng cách từ Trái đất và chuyển động – của gần hai tỷ ngôi sao.

Chìa khóa chính

  • Sứ mệnh Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu đã nâng cao đáng kể sự hiểu biết của chúng ta về Vũ trụ, cung cấp các phép đo chi tiết về gần hai tỷ ngôi sao.
  • Nghiên cứu của EPFL sử dụng thị sai để đo khoảng cách và nghiên cứu của Đại học Bologna sử dụng địa chấn tiểu hành tinh cho thấy sự phức tạp trong việc tính toán khoảng cách sao và nhu cầu cải thiện độ chính xác.
  • Địa chấn tiểu hành tinh, chuyên phân tích các rung động của sao để hiểu các đặc tính vật lý, đóng vai trò quan trọng trong việc xác minh tính chính xác của các phép đo thị sai của Gaia và có tiềm năng cho các sứ mệnh không gian trong tương lai như TESS và PLATO.

    • Nghiên cứu

    Tại EPFL, nhóm nghiên cứu Khoảng cách và Nến Tiêu chuẩn do Giáo sư Richard Anderson đứng đầu đang nhắm đến việc đo lường sự giãn nở hiện tại của Vũ trụ và coi Gaia là một công cụ có giá trị. “Gaia đã tăng số lượng sao có thị sai được đo lên gấp 10,000 lần nhờ mức tăng độ chính xác rất lớn so với sứ mệnh tiền nhiệm của nó, sứ mệnh Hipparcos của ESA,” ông nói. Ngày nay, các nhà khoa học sử dụng thị sai để tính khoảng cách tới các ngôi sao. Phương pháp này liên quan đến việc đo góc thị sai, với sự trợ giúp của vệ tinh, thông qua một dạng tam giác giữa vị trí của Gaia trong không gian, Mặt trời và ngôi sao đang nghi vấn. Ngôi sao càng ở xa thì việc đo càng khó khăn vì thị sai càng nhỏ thì khoảng cách càng lớn. Các nhà khoa học sử dụng thị sai để tính khoảng cách tới các ngôi sao Các nhà khoa học sử dụng thị sai để tính khoảng cách tới các ngôi sao. (Ảnh: ESA) Bất chấp sự thành công vang dội của Gaia, việc đo thị sai rất phức tạp và vẫn còn những hiệu ứng hệ thống nhỏ cần được kiểm tra và hiệu chỉnh để thị sai Gaia phát huy hết tiềm năng của chúng. Đây là điều mà các nhà khoa học từ EPFL và Đại học Bologna, ở Ý, đang nghiên cứu, thông qua các tính toán được thực hiện trên hơn 12,000 ngôi sao khổng lồ đỏ đang dao động* – cỡ mẫu lớn nhất và các phép đo chính xác nhất cho đến nay. Saniya Khan, một nhà khoa học trong nhóm nghiên cứu của Anderson và là tác giả chính của một nghiên cứu ngày hôm nay tại Thiên văn học & Vật lý thiên văn (“Nghiên cứu hệ thống thị sai Gaia EDR3 bằng cách sử dụng địa chấn tiểu hành tinh của các Sao khổng lồ lạnh được quan sát bởi Kepler, K2 và TESS”).

    Trận động đất sao

    Cũng giống như cách các nhà địa chất nghiên cứu cấu trúc Trái đất bằng động đất, các nhà thiên văn học sử dụng địa chấn tiểu hành tinh, đặc biệt là sự rung động và dao động của các ngôi sao, để thu thập thông tin về các đặc tính vật lý của chúng. Các dao động của sao được đo bằng những biến đổi nhỏ trong cường độ ánh sáng và được chuyển thành sóng âm, làm phát sinh phổ tần số của các dao động này. Khan nói: “Phổ tần số cho phép chúng tôi xác định khoảng cách của một ngôi sao, cho phép chúng tôi thu được thị sai tiểu hành tinh”. “Trong nghiên cứu của mình, chúng tôi đã nghe ‘âm nhạc’ của rất nhiều ngôi sao – một số trong số đó cách chúng ta 15,000 năm ánh sáng!” Để biến âm thanh thành thước đo khoảng cách, nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng một thực tế đơn giản. Tốc độ lan truyền sóng âm trong không gian phụ thuộc vào nhiệt độ và mật độ bên trong ngôi sao. “Bằng cách phân tích phổ tần số của các dao động của sao, chúng ta có thể ước tính kích thước của một ngôi sao, giống như bạn có thể xác định kích thước của một nhạc cụ bằng loại âm thanh mà nó tạo ra – hãy nghĩ đến sự khác biệt về cao độ giữa đàn violon và đàn cello.” Andrea Miglio, giáo sư chính thức tại Khoa Vật lý và Thiên văn học của Đại học Bologna và là tác giả thứ ba của nghiên cứu, cho biết. Quan điểm của nghệ sĩ minh họa cách các sóng âm thanh riêng lẻ lan truyền bên trong các ngôi sao như Mặt trời Quan điểm của nghệ sĩ minh họa cách các sóng âm thanh riêng lẻ lan truyền bên trong các ngôi sao như Mặt trời. Một số truyền dọc theo các lớp bề mặt, trong khi một số khác truyền thẳng qua tâm ngôi sao. (Ảnh: ESA)

    Phân tích tinh vi

    Do đó, sau khi tính toán kích thước của một ngôi sao, các nhà thiên văn học xác định độ sáng của nó và so sánh con số này với độ sáng được cảm nhận ở đây trên Trái đất. Họ kết hợp thông tin này với nhiệt độ và thành phần hóa học thu được từ quang phổ và chạy những dữ liệu này thông qua các phân tích phức tạp để tính khoảng cách tới ngôi sao. Cuối cùng, các nhà thiên văn học đã so sánh thị sai thu được trong quá trình này với thị sai được Gaia báo cáo để kiểm tra độ chính xác của các phép đo của vệ tinh. Anderson cho biết: “Nghiên cứu địa chấn tiểu hành tinh là cách duy nhất chúng ta có thể kiểm tra độ chính xác thị sai của Gaia trên toàn bộ bầu trời – nghĩa là đối với cả các ngôi sao có cường độ thấp và cường độ cao”. Và tương lai của lĩnh vực này rất tươi sáng, như Khan đã vạch ra: “Các sứ mệnh không gian sắp tới như TESS và PLATO nhằm phát hiện và khảo sát các ngoại hành tinh sẽ sử dụng nghiên cứu địa chấn tiểu hành tinh và cung cấp các bộ dữ liệu cần thiết trên các vùng bầu trời ngày càng rộng lớn. Do đó, các phương pháp tương tự như của chúng tôi sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện các phép đo thị sai của Gaia, giúp chúng tôi xác định chính xác vị trí của mình trong Vũ trụ và mang lại lợi ích cho rất nhiều lĩnh vực thiên văn học và vật lý thiên văn.”
    tại chỗ_img

    Tin tức mới nhất

    tại chỗ_img

    Bản quyền @ 2024 Plato Technologies Inc.