طور علماء الفلك طريقة جديدة لقياس المسافات الكونية من خلال الاستماع إلى ترددات “الموسيقى” التي تعزفها النجوم المهتزة التي تعمل مجتمعة كأوركسترا واسعة من الآلات الكونية المختلفة.
النتائج يمكن أن تساعد وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) يقوم القمر الصناعي Gaia بقياس مواقع حوالي ملياري نجم بالإضافة إلى المسافات التي تفصل بينها أرض والحركات أثناء بناء خريطة دقيقة ثلاثية الأبعاد للمكان درب التبانة.
يستخدم العلماء عادة عملية تسمى المنظر، التحول الواضح في موضع الجسم عند رؤيته من موقعين مختلفين، لقياس المسافة إلى النجوم المختلفة. ثم يقومون بقياس زوايا النجم نفسه، باستخدام موقع غايا فضاء، محاولة التثليث. لكن المشكلة هي أنه كلما زاد بعد النجم، قلت الإزاحة الظاهرية للمنظر. وكلما كانت إزاحة المنظر أصغر، زاد احتمال تسلل الأخطاء المنهجية الدقيقة، مما قد يؤدي إلى تحيز في القياسات.
ويعمل فريق من الباحثين، بما في ذلك علماء من المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا في لوزان (EPFL) وجامعة بولونيا، على إزالة هذه الأخطاء. باختصار، لقد طوروا الملاحظات الأكثر دقة على الإطلاق لأكثر من 12000 ذبذبة النجوم العملاقة الحمراء.
متعلق ب: تكشف البيانات الجديدة لتلسكوب جايا عن “منجم ذهب” يضم أكثر من 500 ألف نجم غير مكتشف وغير ذلك الكثير
“لقد قمنا بقياس انحيازات غايا من خلال مقارنة اختلافات المنظر التي أبلغ عنها الأقمار الصناعية مع المنظر من نفسه النجوم التي حددناها باستخدام علم الزلازل الفلكية،” سانيا خان، الباحثة في مجموعة الشموع والمسافات القياسية في EPFL والتي قادت العمل الأخير، قال في بيان.
ما الذي يهز غايا؟
يُطلق على تحليل الفريق للتذبذبات النجمية اسم “علم الزلازل النجمية”، وهو مشابه لكيفية قيام الجيولوجيين بالتحقيق في بنية الأرض من خلال تتبع الأنماط في الزلازل.
استخدم خان وزملاؤه الاهتزازات والتذبذبات الخاصة بعينات النجوم، والتي يمكن رؤيتها على أنها اختلافات صغيرة في شدة الضوء، عن طريق تحويلها إلى موجات صوتية. وفي المقابل، تمكنوا من اكتشاف مجموعة من الترددات الصوتية المرتبطة بها. وأصبح من الممكن بعد ذلك تحويل هذه الترددات الصوتية النجمية إلى قياسات مسافة.
وقال خان: “يتيح لنا طيف التردد تحديد مدى بعد النجم، مما يمكننا من الحصول على اختلافات المنظر الكويكبي”. “في دراستنا، استمعنا إلى “موسيقى” عدد كبير من النجوم – بعضهم يبلغ عددهم 15000 نجم”. سنة ضوئية بعيد!”
كما أخبر نطاق الأصوات الفريق بالمزيد عن النجوم في عينتهم، مما ساعدهم على انتقاء الآلات الكونية في هذه الأوركسترا السماوية.
“من خلال تحليل الطيف الترددي للتذبذبات النجمية، يمكننا تقدير حجم النجم، مثلما يمكنك تحديد حجم آلة موسيقية من خلال نوع الصوت الذي تصدره – فكر في الفرق في طبقة الصوت بين الكمان والتشيلو وقال أندريا ميجليو، أحد مؤلفي الدراسة والعالم في قسم الفيزياء وعلم الفلك بجامعة بولونيا، في البيان.
وبمجرد أن استخدم الفريق هذه الطريقة لحساب حجم النجم، أصبح من الممكن حساب سطوعه أيضًا. ويمكن أيضًا مقارنة هذا السطوع بمدى سطوع النجم لنا ونحن نقف هنا على الأرض. تم دمج هذه المعلومات مع الملاحظات التي توضح درجات حرارة النجوم والتركيب الكيميائي لحساب المسافة النهائية.
تم بعد ذلك استخدام هذه المسافة المحسوبة لتحديد اختلاف المنظر، والذي يمكن التحقق منه مقابل اختلاف المنظر الذي حصلت عليه جايا أثناء جمع البيانات. لقد كان الأمر بمثابة فحص واسع النطاق لدقة قياس مهمة وكالة الفضاء الأوروبية.
وقال ريتشارد أندرسون، رئيس مجموعة أبحاث الشموع والمسافات القياسية في EPFL: “زادت جايا بعامل 10000 عدد النجوم التي يتم قياس اختلاف اختلافاتها بفضل الزيادة الهائلة في الدقة مقارنة بسابقتها، مهمة هيباركوس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية”. إفادة. “إن علم الزلازل الفلكية هو الطريقة الوحيدة التي يمكننا من خلالها التحقق من دقة اختلاف منظر جايا عبر السماء بأكملها – أي بالنسبة للنجوم المنخفضة والعالية الكثافة.”
قصص ذات الصلة:
– ستكشف مجموعة جديدة من بيانات Gaia عن الماضي والمستقبل المظلم لمجرة درب التبانة
– الكوكب الغريب المكتشف حديثًا لديه اندماج نووي في قلبه
– تكتشف المركبة الفضائية غايا التي ترسم خرائط النجوم زوجًا من الكواكب الشبيهة بالمشتري
تمامًا مثل النجوم التي تدرسها، يمكن أن يكون المستقبل مشرقًا لطريقة قياس المسافة القائمة على علم الفلك.
“المهمات الفضائية القادمة مثل TESS و PLATO تهدف إلى الكشف والمسح الكواكب الخارجية واختتم خان كلامه قائلاً: “ستستخدم علم الزلازل الفلكية وتقدم مجموعات البيانات المطلوبة عبر مناطق كبيرة بشكل متزايد من السماء”. “وبالتالي فإن الطرق المشابهة لطرقنا ستلعب دورًا حاسمًا في تحسين قياسات منظر جايا، مما سيساعدنا على تحديد مكاننا في الكون والاستفادة من عدد كبير من الحقول الفرعية لـ الفلك و الفيزياء الفلكية“.
تم نشر بحث الفريق في سبتمبر في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.