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    Astrofísicos simulam os sons das estrelas para revelar seus segredos

    Crédito CC0:domínio público

    O som pode não ser capaz de viajar pelo vácuo do espaço.

    Mas isso não impede que as estrelas liberem uma sinfonia de notas subsônicas enquanto suas fornalhas nucleares alimentam vibrações complexas. Os telescópios podem detectar essas vibrações como flutuações no brilho ou na temperatura na superfície de uma estrela.

    Entenda essas vibrações, e podemos aprender mais sobre a estrutura interna da estrela que, de outra forma, fica oculta.

    "Um violoncelo soa como um violoncelo devido ao seu tamanho e forma, "diz Jacqueline Goldstein, um estudante de graduação no departamento de astronomia da Universidade de Wisconsin-Madison. "As vibrações das estrelas também dependem de seu tamanho e estrutura."

    Em seu trabalho, Goldstein estuda a conexão entre a estrutura estelar e as vibrações, desenvolvendo um software que simula diversas estrelas e suas frequências. Enquanto ela compara suas simulações com estrelas reais, Goldstein pode refinar seu modelo e melhorar a forma como astrofísicos como ela olham sob a superfície das estrelas, pesquisando seus sons sutis.

    Com frequências repetindo na ordem de minutos a dias, você teria que acelerar as vibrações estelares em mil ou um milhão de vezes para trazê-las ao alcance da audição humana. Essas reverberações podem ser mais precisamente chamadas de starquakes, em homenagem a seus primos sísmicos na Terra. O campo de estudo é denominado astroseismologia.

    À medida que as estrelas fundem o hidrogênio em elementos mais pesados ​​em seus núcleos, o gás plasma quente vibra e faz com que as estrelas pisquem. Essas flutuações podem informar aos pesquisadores sobre a estrutura de uma estrela e como ela mudará à medida que a estrela envelhece. Goldstein estuda estrelas maiores que nosso próprio sol.

    "Esses são os que explodem e fazem buracos negros e estrelas de nêutrons e todos os elementos pesados ​​do universo que formam planetas e, essencialmente, vida nova, "diz Goldstein." Queremos entender como eles funcionam e como afetam a evolução do universo. Então, essas questões realmente grandes. "

    Trabalhando com os professores de astronomia Rich Townsend e Ellen Zweibel, Goldstein desenvolveu um programa chamado GYRE que se conecta ao programa de simulação de estrelas MESA. Usando este software, Goldstein constrói modelos de vários tipos de estrelas para ver como suas vibrações podem parecer para os astrônomos. Em seguida, ela verifica o quão próximo a simulação e a realidade correspondem.

    "Desde que fiz minhas estrelas, Eu sei o que coloco dentro deles. Então, quando comparo meus padrões de vibração previstos com os padrões de vibração observados, se eles são iguais, então ótimo, o interior de minhas estrelas é como o interior dessas estrelas reais. Se eles forem diferentes, que geralmente é o caso, que nos dá as informações de que precisamos para melhorar nossas simulações e testar novamente, "Goldstein diz.

    Ambos GYRE e MESA são programas de código aberto, o que significa que os cientistas podem acessar e modificar o código livremente. Cada ano, cerca de 40 a 50 pessoas frequentam a escola de verão MESA na Universidade da Califórnia, Santa Bárbara para aprender como usar o programa e fazer um brainstorm de melhorias. Goldstein e seu grupo se beneficiam de todos esses usuários sugerindo alterações e corrigindo erros no MESA e em seu próprio programa.

    Eles também recebem um incentivo de outro grupo de cientistas - caçadores de planetas. Duas coisas podem fazer o brilho de uma estrela flutuar:vibrações internas ou um planeta passando na frente da estrela. À medida que a busca por exoplanetas - planetas que orbitam estrelas diferentes da nossa - aumentou, Goldstein obteve acesso a um tesouro de novos dados sobre flutuações estelares que são captadas nas mesmas pesquisas de estrelas distantes.

    O mais recente caçador de exoplanetas é um telescópio chamado TESS, que entrou em órbita no ano passado para pesquisar 200, 000 dos mais brilhantes, estrelas mais próximas.

    "O que TESS está fazendo é olhar para o céu inteiro, "diz Goldstein." Então, vamos ser capazes de dizer por todas as estrelas que podemos ver em nossa vizinhança se elas estão pulsando ou não. Se eles são, seremos capazes de estudar suas pulsações para aprender sobre o que está acontecendo abaixo da superfície. "

    Goldstein está agora desenvolvendo uma nova versão do GYRE para aproveitar os dados do TESS. Com isso, ela vai começar a simular esta orquestra estelar com centenas de milhares de pessoas.

    Com essas simulações, podemos ser capazes de recolher um pouco mais sobre nossos vizinhos cósmicos, apenas ouvindo.


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