Odkrywanie tajemnic Cefeidów dzięki precyzyjnym pomiarom: nowe podejście naukowe do ich zachowania

WarsawDokładne pomiary zmieniają naszą wiedzę o gwiazdach Cefeidach. Cefeidy to gwiazdy, które regularnie zwiększają i zmniejszają swoją jasność. Pomagają astronomom mierzyć ogromne odległości w przestrzeni kosmicznej, co jest kluczowe dla zrozumienia rozmiarów wszechświata. Jednak badanie tych gwiazd jest skomplikowane, ponieważ ich zmiany jasności oraz interakcje z gwiazdami towarzyszącymi tworzą złożone wzory.

Naukowcy potrzebują precyzyjnych pomiarów, aby zrozumieć te wzorce. Prędkości radialne Cefeidów są niezwykle przydatne, ale ich pomiar jest trudny. Richard I. Anderson, astrofizyk z EPFL, podkreśla znaczenie wysokiej jakości prędkości radialnych. Projekt VELOCE zajął się tym wyzwaniem.

Projekt VELOCE rozpoczął się ponad 12 lat temu, podczas którego zebrano ponad 18 000 pomiarów. Do badań włączono 258 gwiazd cefeid, korzystając z zaawansowanych spektrografów.

Projekt to wspólne przedsięwzięcie EPFL, Uniwersytetu w Genewie i KU Leuven. Obserwacje prowadzone były za pomocą szwajcarskiego teleskopu Euler w Chile oraz flamandzkiego teleskopu Mercator na La Palmie. Anderson rozpoczął projekt VELOCE podczas swoich studiów doktoranckich i ukończył go na EPFL. Jego doktorant, Giordano Viviani, pomógł w udostępnieniu danych.

Pomiary są bardzo precyzyjne. Prędkości Cefeid mogą się zmieniać nawet o 70 km/s. Instrument VELOCE zmierzył te zmiany z dokładnością do 130 km/h, a czasami nawet do 7 km/h. Użyli dwóch spektrografów o wysokiej rozdzielczości: HERMES i CORALIE.

Zobacz również:

Dzisiaj · 23:18

Powrót słoni morskich: ze skraju wymarcia do tysiąca

Efekt Dopplera odegrał kluczową rolę w tych badaniach. Dzięki temu zjawisku można określić prędkość obiektu, analizując zmiany częstotliwości jego fal. Za pomocą tej metody naukowcy z zespołu VELOCE zgromadzili bardzo precyzyjne dane.

Projekt VELOCE odkrył nowe informacje o gwiazdach typu Cefeida. Naukowcy zauważyli podwójne piki w pulsacjach tych gwiazd, znane jako postęp Hertzsprunga. Te ustalenia dostarczają nowych wglądów w strukturę tych gwiazd. Dane pokazały również, że ruchy gwiazd są skomplikowane i nie wszystkie pulsacje są regularne, co stawia pod znakiem zapytania istniejące modele.

Niektóre z wyników sugerują istnienie złożonych procesów wewnątrz gwiazd. Mogą one obejmować interakcje pomiędzy różnymi warstwami lub dodatkowe sygnały pulsacyjne. Henryka Netzel, badaczka podoktorska współpracująca z Andersonem, twierdzi, że te odkrycia mogą pomóc w określeniu struktury gwiazd typu Cefeida przy użyciu asterosejsmologii. Początkowe detekcje takich sygnałów zostały opisane w osobnej pracy przez Netzel i współpracowników.

Badanie wykazało również istnienie kilku układów podwójnych gwiazd, w tym 77 gwiazd typu cefeida oraz 14 potencjalnych kandydatów. Shreeya Shetye, była badaczka podoktorska pracująca dla Andersona, była autorką innego artykułu na temat tych układów. Około jedna na trzy cefeidy posiada niewidocznego towarzysza, co odkryto dzięki efektowi Dopplera.

Zrozumienie gwiazd typu cefeid ma kluczowe znaczenie, ponieważ dostarczają one informacji o ewolucji gwiazd, pomagają mierzyć odległości w kosmosie oraz tempo rozszerzania się wszechświata. VELOCE może także weryfikować mniej dokładne dane pochodzące z misji Gaia realizowanej przez ESA. Celem misji Gaia jest zebranie największego zbioru danych na temat prędkości radialnych cefeid.