Simulering af stjernernes lyde for at afsløre deres hemmeligheder

I videoen ovenfor forklarer NASA-heliofysiker Alex Young, hvordan - selvom lyd ikke kan bevæge sig gennem rumvakuumet, og at vi således ikke faktisk kan høre solen eller andre stjerner - har astronomer lært at bruge vibrationerne, der bevæger sig gennem stjerner for at simulere stjerne lyder. Vibrationerne drives af de samme kraftfulde termonukleare ovne i stjerners interiør, der gør det muligt for dem at skinne. Vibrationerne forekommer jordiske astronomer som udsving i lysstyrke eller temperatur på en stjernes overflade. Jacqueline Goldstein og et team af astronomer fra University of Wisconsin-Madison sagde i slutningen af ​​april 2019, at de med succes har udviklet et softwareprogram kaldet GYRE, der kan simulere de komplekse vibrationer, som stjerner producerer. En erklæring om hendes arbejde, der blev frigivet i slutningen af ​​april 2019, forklarede:

Forstå disse vibrationer, og vi kan lære mere om den indre struktur i stjernen, der ellers er skjult for synet.

GYRE tilsluttes et andet program kaldet MESA, som letter simulering af stjerner. Astronomernes erklæring forklarede:

Ved hjælp af denne software konstruerer Goldstein modeller af forskellige slags stjerner for at se, hvordan deres vibrationer kan se ud for astronomer. Derefter kontrollerer hun, hvor tæt simulering og virkelighed matcher.

Goldstein forklarede:

Siden jeg lavede mine stjerner, ved jeg, hvad jeg lagde inde i dem. Så når jeg sammenligner mine forudsagte vibrationsmønstre med observerede vibrationsmønstre, hvis de er de samme, så store, er indersiden af ​​mine stjerner som indersiden af ​​disse rigtige stjerner. Hvis de er forskellige, hvilket normalt er tilfældet, giver det os oplysninger, vi har brug for for at forbedre vores simuleringer og test igen.

Især studerer hun store stjerner, og hun sagde:

Det er dem, der eksploderer og skaber sorte huller og neutronstjerner og alle de tunge elementer i universet, der danner planeter og i det væsentlige nyt liv. Vi vil forstå, hvordan de fungerer, og hvordan de påvirker universets udvikling. Så dette er virkelig store spørgsmål.

Astronom Jacqueline Goldstein ved University of Wisconsin-Madison.

Både GYRE og MESA er open source-programmer, hvilket betyder, at forskere frit kan få adgang til og ændre koden. Hvert år går omkring 40 til 50 mennesker på en MESA-sommerskole på University of California, Santa Barbara, for at lære, hvordan man bruger programmet og forbedrer brainstorm. Goldstein og hendes gruppe drager fordel af alle disse brugere, der tyder på ændringer i og rettelse af fejl i både MESA og deres eget program.

De får også et løft fra en anden gruppe forskere - planetjægere. To ting kan få en stjernes lysstyrke til at svinge: indre vibrationer eller en planet, der passerer foran stjernen. Efterhånden som søgningen efter eksoplaneter - planeter, der kredser rundt om stjerner end vores egne - er steget op, har Goldstein fået adgang til en trove af nye data om stjernefluktuationer, der fanges op i de samme undersøgelser af fjerne stjerner.

Den seneste eksoplanetjæger er et teleskop ved navn TESS, der lancerede i bane sidste år for at undersøge 200.000 af de lyseste, nærmeste stjerner. Goldstein sagde:

Hvad TESS laver er at se på hele himlen. Så vi vil være i stand til at sige for alle de stjerner, vi kan se i vores kvarter, om de pulserer eller ej. Hvis det er tilfældet, kan vi studere deres pulsationer for at lære om, hvad der sker under overfladen.

Goldstein udvikler nu en ny version af GYRE for at drage fordel af TESS-dataene. Med det begynder hun at simulere dette stellarorkester hundreder af tusinder stærke.

Nederste linje: Jacqueline Goldstein og et team af astronomer fra University of Wisconsin-Madison sagde i slutningen af ​​april 2019, at de med succes har udviklet et softwareprogram kaldet GYRE, der kan simulere de komplekse vibrationer, stjerner producerer.

Via University of Wisconsin-Madison