21 april 2021

Meer bekend over de pulsaties van Delta Scuti veranderlijken dankzij TESS

Impressie van een Delta Scuti ster, credit: NASA’s Goddard Space Flight Center.

Sterrenkundigen zijn dankzij waarnemingen van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) meer te weten gekomen over de pulsaties van Delta Scuti sterren, dat zijn veranderlijke sterren, genoemd naar het prototype, Delta Scuti (δ Scuti) in het sterrenbeeld Schild. Deze sterren zijn ongeveer 1,5 tot 2,5 keer zo zwaar als de zon en in zeer korte tijd veranderen ze een heel klein beetje in lichtsterkte – de periode van Delta Scuti sterren is minder dan 8 uur en de amplitude is meestal slechts ongeveer 0,02 magnitude (maar kan 0,8 magnitude bereiken). En zijn duizenden Delta Scuti sterren bekend en net als de bekende Cepheïden, een andere soort veranderlijke sterren, is er een relatie tussen de periode en lichtkracht. Probleem van de Delta Scuti sterren is dat de sterrenkundigen hun pulsaties moeilijk kunnen doorgronden. Ze hebben een snelle rotatie, van een á twee rotaties per dag – de zon doet er ongeveer 23 dagen over. Ze vertonen radiale pulsaties (in de grondtoon) en niet-radiale pulsaties (boventonen) en door die snelle rotatie worden die pulsaties door elkaar gehaald, waardoor ze ingewikkelder en moeilijker te ontcijferen zijn [1]. Een voorbeeld van die radiale pulsaties zie je in de animatie hieronder.

Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center

Met TESS worden dagelijks duizenden sterren in de gaten gehouden op jacht naar aardachtige exoplaneten en daarbij kijkt ‘ie naar de lichtsterkte van die sterren. Er zitten ook enkele Delta Scuti veranderlijken bij en een team van sterrenkundigen onder leiding van Tim Bedding (Universiteit van Sidney) heeft van die waarnemingen gebruik gemaakt om meer over de pulsaties van de Delta Scuti sterren te weten te komen. Er blijken twee types te zijn, waarvan de ene die radiale pulsaties vertoont en waarbij de hele ster periodiek inkrimpt en uitzet en de andere de niet-radiale pulsaties, waarbij één helft van de ster uitzet en de andere helft van de ster op hetzelfde moment krimpt.

Net als aardbevingen geologen iets kunnen vertellen over de interne structuur van de aarde, kunnen de pulsaties van sterren de sterrenkundigen iets vertellen over de interne structuur van sterren, iets wat asteroseismologie wordt genoemd. Sommige Delta Scuti sterren hebben een grillig patroon van pulsaties, waarbij niet alleen de twee hemisferen van de ster zich verschillend gedragen, maar zelfs de ‘kwadranten’ van de ster zich ieder apart gedragen. Maar dankzij de waarnemingen van TESS waren Bedding en z’n team in staat bij zestig van die sterren – meest jonge Delta Scuti sterren – er een bepaalde orde in te ontdekken. Hieronder een video van één van die waargenomen sterren, HD 31901. Gedurende 27 dagen heeft TESS die waargenomen en in die periode vertoonde de ster 55 pulsen van toe- en afname van de lichtsterkte. Die pulsen zijn omgezet in geluid en 27.000 keer versneld voor de video.

In Nature publiceerden Bedding et al er een vakartikel over. Credit: NASA.

  1. Waarom die pulsaties ontstaan? De sterren hebben een heliumrijke atmosfeer. Als helium wordt verhit, neemt de ionisatiegraad toe, waardoor de atmosfeer minder straling doorlaat (de opaciteit neemt toe) en de ster minder helder wordt. Op het moment van de kleinste helderheid gedurende de lichtkromme bevat de atmosfeer veel voor licht niet doorlaatbaar geïoniseerd helium. De energie van het geblokkeerde licht veroorzaakt een grotere stralingsdruk, waardoor de ster begint uit te zetten. De expanderende atmosfeer wordt dan koeler en de hoeveelheid geïoniseerd helium en daardoor de opaciteit nemen weer af. Dit leidt tot vermindering van de stralingsdruk, waardoor de zwaartekracht de ster weer doet samentrekken, wat weer een verhoging van druk en temperatuur tot gevolg heeft. Bron: Wikipedia. []

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.