Звезда пульсирует, поэтому ее яркость меняется во времени. Он расположен на расстоянии 7000 световых лет от Земли в созвездии Пегаса, сказал астроном Фарли Ферранте, член команды, которая сделала открытие в Южном методистском университете в Далласе.Эта звезда, названная переменной звездой, является одной из семи известных звезд такого рода в нашей галактике Млечный Путь.
«Было сложно идентифицировать это», — сказал Ферранте. «Мы впервые столкнулись с этим редким типом».В Млечном Пути более 100 миллиардов звезд. Но чуть более 400 900 занесены в каталог как переменные звезды. Из них всего семь, включая звезду, идентифицированную в SMU, представляют собой редкую внутреннюю переменную звезду, называемую тройным режимом «дельта щитовидной железы с высокой амплитудой» (произносится SKOO-tee) или для краткости тройным режимом HADS (B).
«Открытие этого объекта помогает конкретизировать характеристики этого уникального типа переменной звезды. Эти и другие измерения могут быть использованы для изучения того, как происходят пульсации», — сказал Роберт Кехо из SMU, профессор кафедры физики, который возглавляет астрономическая группа СМУ. «Пульсирующие звезды также сыграли важную роль в улучшении нашего понимания расширения Вселенной и ее происхождения, что является еще одной захватывающей частью этой головоломки».У звезды пока нет общего названия, только официальное обозначение, основанное на телескопе, который ее записал, и ее небесных координатах. Звезду можно было наблюдать в телескоп, но идентифицировать ее было намного сложнее.
Старшеклассник, участвующий в летней астрономической программе SMU, сделал первое открытие после обработки архивных данных наблюдений за звездами, записанных небольшим, но мощным телескопом ROTSE-I, ранее находившимся в Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Нью-Мексико.После проверки звезда была зарегистрирована в Международном звездном индексе переменных как ROTSE1 J232056.45 + 345150.9 Американской ассоциацией наблюдателей переменных звезд по адресу https://www.aavso.org/vsx/index.php?view=detail.topoid = 473892.
Как во Вселенной это было обнаружено?Астрофизики SMU обнаружили переменную звезду, проанализировав форму кривой блеска, ключевой идентификатор типа звезды. Кривые блеска были созданы на основе архивных данных, собранных ROTSE-I в течение нескольких ночей в сентябре 2000 года.
Телескоп генерирует изображения оптического света из электрических сигналов в зависимости от интенсивности источника. Данные, представляющие интенсивность света в зависимости от времени, нанесены на шкалу для построения кривых блеска.Старшеклассник средней школы Плано Дерек Хорнунг первым обнаружил объект в данных ROTSE-I и подготовил начальные кривые блеска. По кривым блеска астрономы знали, что в них есть что-то особенное.
Еще сложнее стало определить конкретный вид переменной звезды. Затем Эрик Гузман, выпускник физики Техасского университета в Далласе, который поступает в аспирантуру SMU, решил загадку, определив, что звезда пульсирует.
«Образцы кривых блеска хорошо известны, и эти стандартные формы соответствуют разным типам звезд», — сказал Ферранте. «В конкретном поле ночного неба, которое находится под наблюдением, могут быть сотни или даже тысячи звезд. Таким образом, программное обеспечение, которое мы используем, генерирует кривую блеска для каждой из них за одну ночь. Затем — и вот человеческая часть — мы использовать способность нашего мозга распознавать образы, чтобы найти что-то интересное и имеющее вариацию. Это позволяет идентифицировать первоначального кандидата в переменную звезду.
Отсюда вы смотрите на данные нескольких других ночей. Мы объединяем все это в один график , а также добавить наборы данных с других телескопов, и это свидетельство того, что это за переменная звезда ».Это было окончательно достигнуто во время рефери с модератором Variable Star Index.Работа по обнаружению и анализу этой редкой переменной звезды была проведена в сочетании с анализом восьми других старшеклассников и двух других студентов, работающих над другими переменными кандидатами.
Учащиеся старших классов были поддержаны главой SMU программы QuarkNet Министерства энергетики / Национального научного фонда.Нагрев и охлаждение, расширение и сжатие
По словам Ферранте, из звезд, которые по своей яркости различаются по яркости, многие демонстрируют удивительно регулярные колебания своей яркости, что является признаком некоторого явления пульсации в звезде.Пульсация возникает в результате расширения и сжатия звезды по мере старения и истощения водородного топлива в ее ядре. По мере того как водородное топливо горит все сильнее, звезда расширяется, затем охлаждается, затем сила тяжести сжимает ее обратно, а сжатие снова нагревает ее.
«Я говорю в очень общем смысле, потому что здесь много нюансов, но идет постоянная борьба между тепловым расширением и гравитационным сжатием», — сказал Ферранте. «Звезда колеблется, как пружина, но она всегда выходит за пределы своего равновесия, делая это в течение многих миллионов лет, пока не перейдет в следующую фазу, где она сжигает гелий в своем ядре. И если это размер и масса Солнца … — тогда синтез гелия и углерода является конечной стадией. А когда гелий израсходован, у нас остается угасающий тлеющий уголек, называемый белым карликом ».В категории пульсирующих есть класс звезд, называемый дельта Щитовидной железы, которых тысячи.
Они названы в честь звезды-прототипа, чьи характерные особенности — в том числе короткие периоды пульсации на шкале в несколько часов — типичны для всего класса.В пределах дельта-Щитка есть подтип, которого были идентифицированы сотни, называемый дельта-Щитом с высокой амплитудой, или HADS. Их яркость варьируется в очень большой степени, регистрируя более чем 10-процентную разницу между их минимальной и максимальной яркостью, что указывает на более сильные пульсации.Общая дельта Щита пульсирует по радиусу в равномерном сокращении, как надувающийся воздушный шар.
Меньшая подкатегория — это HADS, которые показывают пульсирующие кривые, похожие на асимметричные.В HADS есть относительно редкий подтип, называемый HADS (B), из которых идентифицировано только 114.Звездная эволюция — вопрос времени
HADS (B) отличается двумя режимами колебаний — разные части звезды расширяются с разной скоростью в разных направлениях, но соотношение этих двух периодов всегда одинаково.Для звезды SMU две моды колебаний не сразу были очевидны на ее кривой блеска.
«Но мы знали, что что-то происходит, потому что кривая блеска не совсем соответствовала известным кривым блеска других объектов дельты Щита и HADS, которые мы изучили. Кривые блеска — когда они лежали друг на друге — представляли асимметрию , "Сказал Ферранте. «В конечном итоге HADS (B), который мы обнаружили, даже более уникален, чем этот — это тройной режим HADS (B), и ранее в Млечном Пути было идентифицировано только шесть. Таким образом, он имеет три режима колебаний, все три с отчетливый период, перекрывающийся и происходящий одновременно ".На самом деле настолько редко, что для этой новой категории еще нет названия или отдельного обозначения в реестре.
Гусман, студент-исследователь, который проанализировал и классифицировал объект, вспомнил, как раскрывалась тайна.«Когда я начал анализ объекта, у нас было первоначальное представление о том, какого типа он может быть», — сказал Гусман. «Моя задача состояла в том, чтобы взять данные и попытаться подтвердить тип, найдя второй период, который соответствует известному постоянному соотношению периодов. После успешного обнаружения второго режима я заметил третий сигнал. После проверки результатов я обнаружил третий сигнал совпало с тем, что предсказывается для третьего режима пульсации ».
SMU Triple Mode HADS (B) колеблется в масштабе 2,5 часа, поэтому он будет расширяться и сжиматься 10 раз за один земной день. Он и другие известные шесть HADS (B) находятся в одной и той же области галактики Млечный Путь, в пределах нескольких тысяч световых лет друг от друга.«Я уверен, что есть еще кое-что, — сказал Ферранте, — но они все еще редки, небольшая часть».
Красный гигант — заключительный этап эволюции звездыТройной режим HADS (B) SMU нестабилен и находится дальше в своей звездной эволюции, чем наше Солнце, которое находится примерно в среднем возрасте и пульсирующие изменения которого происходят в течение гораздо более длительного периода времени. Температура ядра HADS (B) SMU Triple Mode, нагретого от сжигания водородного топлива, составляет около 15 миллионов Кельвинов или 28 миллионов градусов по Фаренгейту.
Когда-нибудь, через миллионы лет, тройной режим HADS (B) SMU истощит водородное топливо в своей активной зоне и превратится в красного гиганта.«Наше солнце тоже может в конечном итоге испытать это», — сказал Ферранте. «Но Земля будет негостеприимной задолго до этого.
Нас не будет здесь, чтобы увидеть это».