Napszerű oszcillációk

A napszerű oszcillációk olyan oszcillációk ( oszcillációk ) a csillagokban, amelyek ugyanazon mechanizmus miatt keletkeznek, mint a naposzcilláció, nevezetesen a csillag külső rétegeiben kialakuló turbulens konvekció miatt. Az oszcillációk a nyomás álló üzemmódjai, valamint a nyomás és a gravitáció kombinációi, amelyek egy bizonyos frekvenciatartományban fordulnak elő, és harang alakú amplitúdóeloszlásúak. Ellentétben az átlátszatlanság által létrehozott oszcillációs mechanizmus helyzetével, ebben a helyzetben minden módus megjelenik egy adott frekvenciatartományban, ami megkönnyíti az oszcillációk észlelését. A felületi konvekció a módusok csillapítását is eredményezi, amelyek mindegyike a Lorentz-görbe frekvenciaterében ábrázolható, a görbe szélessége megfelel az oszcillációs mód élettartamának: minél gyorsabban csillapodik a módus, annál szélesebb a görbe. Lorentz-görbe. Úgy gondolják, hogy minden csillag, amelynek felszíni konvekciós régiói vannak, napszerű oszcillációkkal rendelkeznek. Ilyen csillagok közé tartoznak a hideg fősorozatú csillagok (kb. 7000 K felszíni hőmérséklettel ), az alóriások és a vörös óriások. Mivel az oszcillációs amplitúdók kicsik, vizsgálatukat főként űrhajókon [1] (főleg COROT és Kepler ) végzett megfigyelések során végzik.

A napelemszerű oszcillációk adatait a bolygókkal rendelkező csillagok tömegének és sugarának meghatározására használják, valamint a bolygók tömegének és sugarának mérésére is finomítják [2] [3] .

A vörös óriások vegyes módokat mutatnak, amelyek érzékenyek a csillag magjának tulajdonságaira . Az ilyen rezgésekre vonatkozó adatokat arra használják, hogy a vörös óriásokat, amelyek mélyén a hélium égésének termonukleáris reakciói végbemennek, elkülönítsék a vörös óriásoktól, amelyek egy rétegforrásban a hidrogénégés szakaszában vannak [4] , annak bizonyítására, hogy a vörös magok az óriások lassabban forognak, mint ahogy azt a modellek jósolják [5] , és megszorításokat szerezni a csillagmagok belső mágneses mezőinek becsléséhez [6] .

Echelle diagramok

A nagyobb csillagok rezgési teljesítménye alacsonyabb frekvenciákon éri el a csúcsot. A Nap esetében a legnagyobb amplitúdójú üzemmódok körülbelül 3 mHz-es frekvencián helyezkednek el , kevert módusok nem figyelhetők meg. A nagyobb tömegű csillagok és az evolúció későbbi szakaszai esetében a módusok alacsonyabb radiális sorrendűek és általában alacsonyabb frekvenciák. Az evolúció későbbi szakaszaiban lévő csillagok vegyes módusokat mutatnak, amelyek elvileg a fősorozatú csillagokban is létezhetnek, de ezeknek a módoknak túl alacsony frekvenciájúak és kicsi az amplitúdójuk, ezért nehéz megfigyelni őket. Úgy gondolják, hogy a nagyrendű nyomásmódokat egy adott érték mellett szinte egyenletesen kell elosztani a frekvenciák között, a jellemző hézagokat [9] -ként jelöljük . Ezek a következtetések egy olyan echelle diagram megalkotásának célszerűségét mutatják, amelyben bizonyos értékű módusok szinte függőleges sávokat alkotnak. $n_{\mathrm {max} }\kb. 20$ $\ell$ $\Delta \nu$ $\ell$

Léptékarányok

A legnagyobb teljesítmény oszcillációs frekvenciája, ahogyan azt általában hiszik [10] , hozzávetőlegesen változik a korlátozó akusztikus frekvenciával, amely felett a hullámok terjedhetnek a csillag légkörében. Ily módon

\nu _{\mathrm {max} }\propto {\frac {g}{\sqrt {T_{\mathrm {eff} )))).

Hasonlóképpen, nagyjából a sűrűség négyzetével arányosan: $\Delta \nu$

\Delta \nu \propto {\sqrt {\frac {M}{R^{3)))).

Az effektív hőmérséklet rendelkezésre álló becslése alapján ezek az összefüggések lehetővé teszik a csillag tömegének és sugarának becslését a Nap adataiból nyert arányossági együtthatók alapján:

M\propto {\frac {\nu _{\mathrm {max} }^{3}}{\Delta \nu ^{4}}}T_{\mathrm {eff} }^{3/2} ,

R\propto {\frac {\nu _{\mathrm {max} }}{\Delta \nu ^{2}}}T_{\mathrm {eff} }^{1/2}

Továbbá, ha egy csillag fényessége ismert, akkor a hőmérséklet helyettesíthető egy teljesen fekete test fényessége, sugara és hőmérséklete közötti összefüggés alapján , ami a kifejezéseket adja. ${\displaystyle L\propto R^{2}T_{\mathrm {eff} }^{4))$

M\propto {\frac {\nu _{\mathrm {max} }^{12/5}}{\Delta \nu ^{14/5}}}L^{3/10},

R\propto {\frac {\nu _{\mathrm {max} }^{4/5}}{\Delta \nu ^{8/5}}}L^{1/10}.

Példák napszerű oszcillációjú fényes csillagokra

Jegyzetek

↑ Chaplin, WJ; Miglio, A. Naptípusú és vörös óriáscsillagok aszteroszeizmológiája // Annual Review of Astronomy and Astrophysics : folyóirat. - 2013. - Kt. 51 . - P. 353-392 . - doi : 10.1146/annurev-astro-082812-140938 . - Iránykód . - arXiv : 1303.1957 .
↑ Davies, G.R.; Aguirre, V. Silva; Ágynemű, TR; Handberg, R.; Lund, MN; Chaplin, WJ; Huber, D.; fehér, TR; Benomar, O.; Hecker, S.; Basu, S.; Campante, TL; Christensen-Dalsgaard, J.; Elsworth, Y.; Karoff, C.; Kjeldsen, H.; Lundkvist, MS; Metcalfe, T. S.; Stello, D. Oszcillációs frekvenciák 35 Kepler típusú bolygót befogadó csillaghoz Bayes-i technikák és gépi tanulás segítségével // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : folyóirat . - Oxford University Press , 2016. - Vol. 456 , sz. 2 . - P. 2183-2195 . - doi : 10.1093/mnras/stv2593 . - . - arXiv : 1511.02105 .
↑ Silva Aguirre, V.; Davies. A Kepler-exobolygó csillagainak kora és alapvető tulajdonságai az aszteroszeizmológiából // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : folyóirat . - Oxford University Press , 2015. - Vol. 452 , sz. 2 . - P. 2127-2148 . - doi : 10.1093/mnras/stv1388 . - . - arXiv : 1504.07992 .
↑ Ágynemű, Timothy R.; Mosser, Benoit; Huber, Daniel; Montalbán, Josefina; Beck, Paul; Christensen-Dalsgaard, Jørgen; Elsworth, Yvonne P.; Garcia, Rafael A.; Miglio, Andrea; Stello, Dennis; White, Timothy R.; DeRidder, Joris; Hekker, Saskia; Aerts, Connie; Barban, Caroline; Belkacem, Kevin; Broomhall, Anne-Marie; Brown, Timothy M.; Buzasi, Derek L.; Carrier, Fabien; Chaplin, William J.; Di Mauro, Maria Pia; Dupret, Marc-Antoine; Frandsen, Soren; Gilliland, Ronald L.; Goupil, Marie-Jo; Jenkins, John M.; Kallinger, Thomas; Kavaler, Steven; Kjeldsen, Hans; Mathur, Savita; Noels, Arlette; Aguirre, Victor Silva; Ventura, Paolo. A gravitációs módok a hidrogén- és héliumégető vörös óriáscsillagok megkülönböztetésének módja // Nature : Journal. - 2011. - 20. évf. 471 , sz. 7340 . - P. 608-611 . - doi : 10.1038/nature09935 . — . - arXiv : 1103.5805 . — PMID 21455175 .
↑ Beck, Paul G.; Montalban, Josefina; Kallinger, Thomas; DeRidder, Joris; Aerts, Connie; Garcia, Rafael A.; Hekker, Saskia; Dupret, Marc-Antoine; Mosser, Benoit; Eggenberger, Patrick; Stello, Dennis; Elsworth, Yvonne; Frandsen, Soren; Carrier, Fabien; Hillen, Michel; Gruberbauer, Michael; Christensen-Dalsgaard, Jørgen; Miglio, Andrea; Valentini, Marica; Ágynemű, Timothy R.; Kjeldsen, Hans; Girouard, Forrest R.; Hall, Jennifer R.; Ibrahim, Khadeejah A. Gyors magforgás vörös-óriás csillagokban, amint azt a gravitáció által dominált vegyes módok mutatják (angol) // Nature : Journal. - 2012. - Kt. 481 , sz. 7379 . - P. 55-7 . - doi : 10.1038/nature10612 . — . - arXiv : 1112.2825 . — PMID 22158105 .
↑ Fuller, J.; Cantiello, M.; Stello, D.; Garcia, R. A.; Bildsten, L. Az asteroseismology feltárhat erős belső mágneses mezőket vörös óriáscsillagokban // Science : Journal. - 2015. - Kt. 350 , sz. 6259 . - P. 423-426 . - doi : 10.1126/science.aac6933 . — . - arXiv : 1510.06960 . — PMID 26494754 .
↑ Broomhall, A.-M.; Chaplin, WJ; Davies, G. R.; Elsworth, Y.; Fletcher, ST; Hale, SJ; Miller, B.; Új, R. Meghatározó Nap, mint csillag p-módusú frekvenciák: 23 éves BiSON megfigyelések // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : folyóirat . - Oxford University Press , 2009. - Vol. 396 . — P.L100 . - doi : 10.1111/j.1745-3933.2009.00672.x . - . - arXiv : 0903.5219 .
↑ Davies, G.R.; Chaplin, WJ; Elsworth, Y.; Hale, SJ BiSON adat-előkészítés: korrekció a differenciális kihalás és a korabeli adatok súlyozott átlagolása miatt // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : folyóirat . - Oxford University Press , 2014. - Vol. 441 , sz. 4 . - P. 3009-3017 . - doi : 10.1093/mnras/stu803 . - . - arXiv : 1405.0160 .
↑ Tassoul, M. Aszimptotikus közelítések csillagok nem sugárirányú pulzációihoz // The Astrophysical Journal : Journal. - IOP Publishing , 1980. - Vol. 43 . - 469. o . - doi : 10.1086/190678 . - .
↑ Kjeldsen, H.; Ágynemű, TR A csillagoszcillációk amplitúdói: az aszteroszeizmológiára gyakorolt hatások // Astronomy and Astrophysics : Journal . - 1995. - 1. évf. 293 . - 87. o . - . — arXiv : astro-ph/9403015 .

Linkek

Jørgen Christensen-Dalsgaard által kiadott előadási jegyzetek a csillagoszcillációkról ] (Aarhusi Egyetem, Dánia)