Астросейсмологія

Астросейсмоло́гія (від грецькогоἀστήρ «зірка», σεισμός «землетрус» и -λογία «вчення»), також відома як зоряна сейсмологія[1][2] — наука, яка вивчає внутрішню структуру пульсуючих зірок шляхом дослідження частотних спектрів їх пульсацій.

Загальний опис

Різні осциляційні моди проникають на різні глибини всередину зірки. З цих коливань можна витягти інформацію про неспостережувані іншими способами внутрішні шари зірок таким же чином, як сейсмологи досліджують надра Землі (і інших твердих планет) за допомогою осциляцій, що викликаються землетрусами[2].

Осциляції, що вивчаються астросейсмологами, викликаються тепловою енергією, що перетворюється в кінетичну енергію коливань. Цей процес схожий на те, що відбувається в будь-який тепловій машині, в якій тепло поглинається в високотемпературній фазі циклу і виділяється, коли температура низька. 


Основним механізмом для багатьох класів зірок є перетворення енергії випромінювання в енергію механічних коливань в поверхневих шарах. Виникаючі в результаті коливання, як правило, досліджуються в припущенні, що вони малі і що зірка є ізольованою і сферично симетричною. У системах подвійних зірок істотно вплинути на коливання зірки можуть також припливні сили. Одне із застосувань астросейсмології — це нейтронні зірки, чия внутрішня структура не може безпосередньо спостерігатися, але може досліджуватися на основі вивчення їх осциляцій.

Геліосейсмологія (сонячна сейсмологія) — це дисципліна, що вивчає коливання Сонця. Осциляції на Сонці порушуються конвекцією в його зовнішніх шарах. Спостереження коливань, подібних сонячним, на інших зірках є новою областю астросейсмології.

Астросейсмологія надає інструмент для дослідження внутрішньої структури зірок. Осциляційні частоти дають інформацію про профілі щільності в тих областях, де хвилі виникають і поширюються. Спектр дає інформацію про хімічний склад цих областей.

Хвилі в сонцеподібних зірках можуть бути розділені на три різних типи.

  • Акустичні моди чи моди тиску (p)[2] порушуються внутрішніми флуктуаціями тиску всередині зірок; їх динаміка визначається локальною швидкістю звуку.
  • Гравітаційні (g) моди (Не плутати з гравітаційними хвилями із ЗТВ) збуджуються спливанням більш легких і зануренням більш важких елементів газу,[3]
  • Поверхнево-гравітаційні (f) моди на кшталт океанських хвиль, що поширюються уздовж зоряної поверхні.[4]

У надрах сонцеподібних зірок, таких як Альфа Центавра, p-моди виражені, тоді як g-моди в основному прив'язані до ядра конвективного зоною. Однак g-моди були відзначені в білих карликів[3].

Космічні місії

Ряд діючих космічних місій включають астросейсмологічні дослідження як суттєву частину свого завдання.

  • MOST — канадський супутник, запущений в 2003 році. Перший космічний апарат, що виконує астросейсмологічні завдання. 
  • COROT — супутник ЄКА (під керівництвом Франції), націлений на пошук екзопланет і астросейсмологію. Запущено в 2006 році. 
  • WIRE — супутник NASA, запущений в 1999 році. Не запрацювавши за своїм прямим призначенням (у зв'язку з аварійним википанням рідкого водню) інфрачервоний телескоп зараз використовується для астросейсмології. 
  • SOHO — спільний космічний апарат МКА і NASA. Був запущений в 1995 році для вивчення Сонця. 
  • Kepler — космічний апарат NASA, запущений в 2009 році. Основне завдання — пошук екзопланет, також буде виконувати астросейсмологічні дослідження.

Примітки

  1. ↑ BBC.
  2. ↑ а б в David Guenther [Архівовано 7 лютого 2007 у Wayback Machine.].
  3. ↑ а б Jørgen Christensen-Dalsgaard.
  4. ↑ Jørgen Christensen-Dalsgaard.

Посилання