Тема:

Звёзды и звёздные системы 1 месяц назад

Астрофизики научились взвешивать звёзды с рекордной точностью

Новый метод позволит с высокой точностью определять массы одиночных звёзд.
Иллюстрация Michael Smelzer, Vanderbilt University.

Как взвесить звезду? Очень хорошо, если она двойная, то есть имеет светило-компаньона, с которым вращается вокруг общего центра масс. Тогда массы обеих "партнёров" можно оценить, измерив параметры их орбит.

Но в Галактике лишь около половины звёзд – двойные. Как же быть с одиночными? Можно применить астросейсмологию . Это очень точный метод, но он требует и тщательных измерений, а потому работает лишь для нескольких тысяч самых ярких звёзд.

Кроме того, наблюдая цвет и яркость звезды, можно сказать, к какому классу она относится. Является ли она, например, жёлтым карликом или красным гигантом. Типичные массы звёзд каждого класса известны. Но этот способ не может похвастаться точностью. Можно легко ошибиться в два раза. А между прочим, двукратная ошибка в массе звезды влечёт ошибку в 67% в массе её планеты. Так легко можно перепутать Землю с Меркурием.

Астрофизик Кейвэн Стассун (Keivan Stassun) из Университета Вандербильта в США в соавторстве с коллегами разработал новый метод. Как сообщает пресс-релиз исследования, он использует вариации блеска звезды для того, чтобы определить ускорение свободного падения на её "поверхности". Напомним, что поверхностью звезды условно считается фотосфера – слой, испускающий в космос свет (более внешние слои, такие как хромосфера и корона, практически прозрачны).

Эти данные о гравитации звезды специалисты соединяют с информацией о её светимости и расстоянии до неё. В качестве метода измерения расстояний (задача в астрономии, напомним, весьма нетривиальная) они предлагают использовать метод параллакса, о котором мы подробно рассказывали. Благо он самый точный и надёжный, правда, при измерениях с Земли годящийся лишь для небольшого числа ближайших звёзд. Но на орбите уже находится аппарат Gaia, который определяет этим методом дистанцию до миллионов светил.

Объединённые вместе данные о видимой светимости звезды и расстоянии до неё позволяют вычислить её диаметр. Ускорение свободного падения даёт информацию о плотности. Вычислить массу звезды, зная эти два параметра – задача для средней школы.

Для "обкатки" метода исследователи взяли 675 звёзд с заранее известной массой. Проверка показала, что метод работает и, более того, имеет очень высокую точность.

"Наш метод позволяет измерять массу большого количества звёзд с точностью от 10 до 25 процентов. В большинстве случаев это гораздо более точная оценка, чем это возможно с другими доступными методами", – говорит Стассун.

Научная статья, излагающая метод авторов и результаты его проверки, принята к публикации в издании Astronomical Journal.

Учёные надеются, что их методика пригодится уже совсем скоро. В следующем году планируется запустить аппарат TESS. Этот "охотник за планетами" будет наблюдать 200 тысяч звёзд в поисках неоткрытых миров. И тогда точные измерения массы светил помогут астрономам понять, какие планеты освещаются их лучами.

К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали об интересном методе измерения плотности звёзд, но только тех, у которых есть планеты. А ещё мы рассказывали, как астрофизики из МГУ научились взвешивать чёрные дыры, наблюдая, как они обедают звёздами.

Сегодня