Astrofísica: los astrónomos son el corazón de los gigantes de color rojo

Un equipo internacional que incluye a investigadores de LESIA (1) (Observatoire de Paris, CNRS, Université Pierre et Marie Curie, la Universidad Paris Diderot), AIM (2) (CEA-IRFU (3), CNRS, Université Paris Diderot) y la NIC (4) (CNRS, Université Paris-Sud 11) ha tenido éxito en la medición de las oscilaciones que indagan directamente en el corazón de las gigantes rojas. Con los datos de satélite de la NASA y el CNES Kepler CoRoT, los astrofísicos tienen ahora acceso al corazón de estas estrellas, un campo hasta entonces opaco a diversos análisis. Los investigadores utilizaron la sismología estelar, que consiste en el análisis de las pequeñas variaciones en el brillo de una estrella, lo que refleja las oscilaciones de su estructura. Se podía distinguir dónde están las reacciones de fusión nuclear, según sea el caso en el corazón de la estrella o en las capas más externas es un descubrimiento importante para la comprensión de las estrellas gigantes rojas, por lo que no había ninguna base para que los astrónomos para aislar estas dos etapas particulares de la vida de una estrella. Los resultados se publican en la revista Nature el 31 de marzo de 2011.

Las gigantes rojas representan una etapa avanzada de la evolución de una estrella. Después de varios miles de millones de años de existencia de una estrella como el Sol, donde el hidrógeno se quemó por completo en el centro, las reacciones de fusión nuclear se está trasladando a las capas exteriores. Las estrellas se hincha, se convierte en gigante roja, como la envoltura estelar se enfría al expandirse. Al mismo tiempo, las regiones centrales de energía privado contrato fuente. Cuando el corazón de la estrella se vuelve lo suficientemente densa, el helio en el que a su vez puede entrar en fusión. Hasta el momento no es imposible de distinguir estas dos etapas muy diferentes de la vida como una estrella, desde el exterior, que no muestran diferencias significativas.

Se trata de utilizar los datos obtenidos en miles de estrellas gigantes rojas durante muchos meses que los científicos por fin han descubierto el secreto de las edades de las gigantes rojas.Moviéndose a través de los diversos cambios periódicos en la luz de las estrellas, que fueron capaces de distinguir las que afectan principalmente a las capas externas (ondas sonoras) de los que investigan directamente el corazón de la estrella (las ondas de gravedad). Se han beneficiado de la unión de los dos tipos de ondas, que pueden aportar a la información de la superficie del corazón de la estrella. En el sol, este acoplamiento de una oscilación acústica a una oscilación de la gravedad es mucho menos eficaz, y que es la razón por la detección de solares modos g es extremadamente difícil.

Las ganancias de la sismología estelar anterior ya la explotación del análisis fino del satélite CoRoT y Kepler. Este descubrimiento tiene, además de la observación muy larga que el espacio sólo permite, necesario para distinguir las diferencias en la frecuencia de oscilación muy pequeños. Estas pequeñas diferencias en la frecuencia de medir directamente las propiedades de diferentes tipos de oscilación y puede distinguir los dos grupos de gigantes rojas (Fig. 1). Para el mismo período característico de las ondas acústicas, es decir, para la misma estructura de las capas exteriores, y por lo tanto la misma apariencia (brillo, la temperatura efectiva) visto desde la Tierra, una estrella que quema helio en su corazón presenta un período típico de los modos de gravedad mucho mayores.

Sismología estelar se ha convertido en una especialidad europea, gracias a los progresos con el instrumento GOLF a bordo del SOHO satélite europeo – que observa el Sol – y utilizar el satélite COROT Europea en órbita desde finales de 2006. El satélite Kepler, lanzado en marzo de 2009, no fue pensado específicamente para la sismología de las estrellas, sino más bien la búsqueda de planetas extrasolares. Sobre la base de los conocimientos adquiridos, un consorcio europeo de cerca de 440 investigadores tuvieron la idea de proponer a la NASA para el uso de estos Kepler sísmica revolucionando el conocimiento de las estrellas. Las mediciones realizadas por el satélite CoRoT, en otros campos estelares, completar la visión proporcionada por Kepler y se utiliza para estudiar las propiedades de otras regiones de la Vía Láctea.

 

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Fig. 1: Representación de la P periodo (en s) de los modos de gravedad en función del período de modos de presión DNU, por más de 500 estrellas gigantes rojas observadas por Kepler. Las dos partes del diagrama corresponden a los dos estados gigantes de la evolución: los que queman helio tienen un mayor período de p El código de color de la estimación de la masa de un gigante.


 

El financiamiento de la misión Kepler es proporcionada por el Departamento de Misiones Científicas de la NASA. Los autores agradecen a los equipos técnicos y científicos de Kepler.

Notas:

(1) LESIA: Laboratorio de Estudios Espaciales y de Instrumentación Astrofísica. 
(2) AIM: Astrofísica, Instrumentación y modelado, París-Saclay. 
(3) IRFU: Instituto de Investigación de las Leyes Fundamentales del Universo. 
(4) NIC: Instituto de Astrofísica Espacial de Orsay.

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