Paieška
LIETUVAGIMTASIS KRAŠTASISTORIJAEKONOMIKAKOMENTARAIPASAULISŠEIMA IR SVEIKATAŠVIETIMAS
ŽMONĖSKULTŪRASPORTASGAMTA IR AUGINTINIAIĮDOMYBĖSMOKSLAS IR ITMULTIMEDIJA
MOKSLAS IR IT

Planeta tampo savo žvaigždę

 
AFP/Scanpix nuotrauka

Jau beveik mėnuo praėjo nuo NASA pranešimo apie septynių uolinių planetų atradimą prie vienos žvaigždės. Šios naujienos aptarimuose pasimetė kitas, irgi labai įdomus, panašiu metu padarytas atradimas apie planetų ir žvaigždžių sąveikas. Pirmą kartą buvo užfiksuoti žvaigždės pulsavimai, sukelti aplink ją besisukančios planetos.

Visų žvaigždžių šviesumas, laikui bėgant, kinta. Kinta labai įvairiais laiko tarpais. Tai ir milijardai metų, per kuriuos žvaigždė po truputį kaista ir ryškėja (mūsų Saulė prieš penkis milijardus metų buvo 30% blausesnė, nei dabar), ir dešimčių metų aktyvumo ciklai, ir valandų ar minučių svyravimai dėl nuolat vykstančio medžiagos mainymosi žvaigždės paviršiuje. Kai kurios žvaigždės, pavyzdžiui Cefeidės, kinta žymiai labiau, nei daugelis. Žvaigždžių šviesumo pokyčių stebėjimas ir analizė mums gali daug pasakyti apie procesus, vykstančius žvaigždėje, ir apie žvaigždės gelmių struktūrą, kurios tiesiogiai pamatyti neturime galimybės.

Žvaigždė suvirpa kiekvieną kartą, kai tik prie jos priartėja planeta. Ne veltui apie šią naujieną paskelbta per Valentino dieną.

Viena iš priežasčių žvaigždės šviesumo kitimui yra potvyniniai efektai. Tai yra poveikis, kurį sukelia žvaigždės partnerė, savo gravitacija ištempianti žvaigždę į ne visai elipsoidinę formą. Potvyniniais jie vadinami todėl, kad toks pat efektas, kuriamas Mėnulio ir Saulės gravitacijos, sukelia potyvnius Žemėje. Potvyniniai efektai pasireiškia dvinarėse žvaigždėse, kurių viena komponentė yra masyvi kompaktiška žvaigždės liekana – baltoji nykštukė, neutroninė žvaigždė ar juodoji skylė. Jos gravitacija gali tiek ištempti kompanionę, kad pastarosios medžiaga ima atsiplėšti nuo žvaigždės ir kristi ant partnerės. Tiesa, prasidėjęs toks procesas trunka ilgai ir yra gana tolygus, todėl staigių šviesio kitimų nepastebėsime.

Naujajame atradime irgi kalbama apie potvyninio efekto sukeliamus žvaigždės šviesio kitimus. Tik jie yra daug mažesni ir kartojasi periodiškai. Žvaigždė yra įvardijama katalogo numeriu HAT-P-2, nuo mūsų ji nutolusi per kiek daugiau nei šimtą parsekų Heraklio žvaigždyno kryptimi. Dar 2007-aisiais metais prie šios žvaigždės aptikta planeta maždaug 8 kartus masyvesnė už Jupiterį, vieną ratą aplink žvaigždę apsukanti per penkias dienas ir penkiolika valandų. Planeta pralekia tarp žvaigždės ir mūsų, todėl stebime jos tranzitus – taip ją ir aptiko HATNet projektas, sudarytas iš šešių Vengrijoje esančių teleskopų.

Apytikrė HAT-P-2 žvaigždės sistemos schema. Planeta aplink žvaigždę skrieja elipsiška orbita. ©NASA/MIT News
Apytikrė HAT-P-2 žvaigždės sistemos schema. Planeta aplink žvaigždę skrieja elipsiška orbita. ©NASA/MIT News

Vėliau žvaigždę stebėjo ir kiti teleskopai, tokie kaip Spitzer infraraudonųjų spindulių kosminė observatorija. Ji surinko apie 350 valandų, arba penkiolika parų, stebėjimų duomenų. Per tiek laiko planeta aplink žvaigždę apskrido kone tris kartus. Tyrėjai iš šių duomenų nusprendė nustatyti, kaip keičiasi planetos temperatūra, jai judant orbitoje. Mat planeta aplink žvaigždę skrieja ne apskritimu, o gerokai ištęsta elipse: arčiausiame taške prie žvaigždės ji yra tris kartus arčiau, nei tolimiausiame. Tikėtina, kad planetai priartėjus prie žvaigždės – ši padėtis vadinama pericentru arba periastru – jos atmosfera išsipučia, įkaitinta žvaigždės spinduliuotės. Bet pradėję analizuoti duomenis, jie atrado kitą įdomų reiškinį: žvaigždės šviesumas šokčioja aukštyn-žemyn, ypač tada, kai planeta yra arti žvaigždės.

Kaip paaiškinti tokį svyravimą? Planeta, priartėjusi prie žvaigždės, ima tempti jos paviršinius sluoksnius savęs link. Per žvaigždę nuvilnija potvynio banga, panaši į bangas Žemės vandenynuose. Ir taip pat panašiai, kaip vandens bangos, žvaigždės medžiagos bangos juda ne kaip monolitas. Jos sklaidosi ir jungiasi, taigi žvaigždės paviršius ima virpėti. Virpesiai yra įvairiausių dažnių, bet stipriausi – tie, kuriuos sustiprina vis praskrendanti planeta. O tai yra dažniai, sveiką skaičių kartų didesni už planetos orbitinį dažnį (arba, kitaip sakant, kurių periodas yra sveiką skaičių kartų mažesnis už planetos orbitos periodą). Jie dar vadinami harmonikomis. Duomenys rodo, kad stipriausiai paveikiama 79-oji harmonika, t. y. 79 kartus už orbitos periodą trumpesni svyravimai, kurių trukmę yra apie pusantros valandos. Dar reikšmingos yra 90, 91 ir 95 harmonikos.

Žvaigždės pulsavimų stiprumo diagrama. Stipriausių svyravimų dažniai atitinka aukštas planetos orbitos harmonikas.
Žvaigždės pulsavimų stiprumo diagrama. Stipriausių svyravimų dažniai atitinka aukštas planetos orbitos harmonikas.

Kodėl būtent tokios aukštos harmonikos paveikiamos stipriausiai, o žemesnės – ne? Kodėl nematome bangų, kurių periodas atitiktų planetos orbitos periodą ar būtų dvigubai trumpesnis? Iš principo paaiškinimas gana paprastas. Žvaigždė virpėti gali ne bet kaip, o tik tam tikrais dažniais, priklausančiais nuo jos pačios savybių – medžiagos tankio ir temperatūros pasiskirstymo, cheminės sudėties įvairiuose gyliuose. Pro šalį skriedama planeta nesukuria visiškai naujų bangų, o tik sustiprina tas, kurios atitinka planetos orbitos harmonikas.

Bet visa istorija nėra tokia jau paprasta. Apskaičiavus tikėtinus žvaigždės virpėjimo dažnius, naudojant pažangiausius žvaigždžių struktūros modelius, paaiškėjo, kad sistemoje turėtų būti matoma labai stipri šešta harmonika. Ji yra dvylika su puse karto mažesnio dažnio, nei dabar matoma stipriausia 79-oji. O štai 79-osios ir kitų matomų harmonikų modeliu atkurti nepavyksta.

Toks rezultatas įrodo, kad žvaigždžių struktūros modelius dar reikia daug tobulinti. Taip pat reikia ir detalesnių šios bei kitų panašių sistemų stebėjimų, kurie leistų tobulinamus modelius patikrinti.

Tyrimo rezultatai pristatomi straipsnyje, kuris publikuotas Astrophysical Journal Letters. Jo laisvai prieinamą versiją rasite arXiv.

DALINTIS:
 
SPAUSDINTI
MOKSLAS IR IT
Rubrikos: Informacija:
EkonomikaGamta ir augintiniaiGimtasis kraštasĮdomybėsKontaktai
IstorijaJurgos virtuvėKomentaraiKonkursaiReklaminiai priedai
KultūraLietuvaMokslas ir ITPasaulisPrenumerata
SportasŠeima ir sveikataŠvietimasTrasaKarjera
Žmonės
Visos teisės saugomos © 2013-2017 UAB "Lietuvos žinios"