Космическая обсерватория NASA TESS, которая предназначена для поиска экзопланет транзитным методом, участвует в ряде «побочных» исследований. Она помогла распутать давнюю загадку переменных звезд типа Дельты Щита. Переменные такого типа имеют высокую скорость вращения, а в их импульсах ранее не наблюдалось никакой регулярности, они казались хаотичными. Однако из хаоса удалось извлечь порядок. У 60 звезд типа Дельты Щита были выявлены регулярные высокочастотные пульсации, все они довольно молоды и имеют массу от 1,5 до 2,5 масс Солнца.
«Звезды типа Дельты Щита пульсируют по интересной схеме, но до сих пор паттерны пульсаций не поддавались пониманию, - сказал астроном Сиднейского университета Тим Беддинг. – Если другие переменные пульсируют, словно наигрывая знакомые аккорды, то эти переменные напоминают смесь нот. Но TESS показала, что это касается не всех звезд типа Дельты Щита».
Звездные пульсации сами по себе не являются чем-то необычным. Многие звезды колеблются в соответствии с акустическими волнами, проходящими внутри них. Они создаются конвекцией и магнитным полем звезды. И если землетрясения позволяют лучше узнать земные недра, то такие звездные пульсации позволяют лучше понять их природу: возраст, структуру, температуру звезд. Этим занимается астеросейсмология. Для сбора астеросейсмологических данных необходимо длительное непрерывное наблюдение за звездами. И как раз обсерватории типа TESS для этого подходят. Они подолгу держат в поле зрения большое количество звезд, чутко отмечая колебания их яркости. В частности, сама TESS следит за тысячами звезд типа Дельты Щита. Именно в этих данных ученые обнаружили звезды подобного типа, которые имеют регулярные пульсации, а не хаотичные.
Предшественник TESS Kepler также успел пронаблюдать около 300 звезд такого типа. Авторы исследования добавили и его данные в работу. Было разработано программное обеспечение для поиска закономерностей в импульсах, компьютер проанализировал 92 тысячи кривых блеска, что позволило идентифицировать 60 звезд типа Дельты Щита, которые имеют регулярные высокочастотные пульсации. И хаотично разбросанные ноты сложились в стройный куплет.
Все эти звезды с упорядоченными пульсациями моложе самой звезды Дельта Щита, что согласуется с принятым пониманием эволюции звезд. Пульсации становятся более сложными с возрастом. Разгадка ритмов пульсации помогает такой прикладной функции астеросейсмологии, как определение возрастов и расстояний до звезд или их скоплений, если в них присутствуют светила с известной частотой пульсаций. Например, уже эта работа помогла определиться с возрастом звезды типа Дельты Щита HD 31901, которая принадлежит звездному потоку Рыбы – Эридана относительно недалеко от Солнечной системы. Другие методы давали противоречивые результаты. Один позволял предположить, что потоку около 1 миллиарда лет, другой – около 130 миллионов лет. Астеросейсмологические данные по звезде HD 31901 позволили вычислить, что ей около 150 млн лет, подтверждая одну из двух ранее существовавших версий.
«Это действительно прорыв. Теперь у нас есть регулярные серии пульсаций для этих необычных звезд. Мы можем их понять и сравнить с моделями, - сказал астроном Сиднейского университета Саймон Мерфи. – Это позволит нам с повышенной точностью проводить астеросейсмологические измерения. Но кроме того, это показывает, что мы поднялись всего лишь на одну ступеньку к пониманию звезд типа Дельты Щита».
