Лучший способ взвесить миллионы одиночных звезд

Астрономы придумали новый, улучшенный метод измерения масс миллионов одиночных звезд, особенно обладающих планетными системами.

Точные измерения того, сколько весит звезда, не только играют решающую роль в понимании того, как звезды рождаются, развиваются и умирают, но также в оценке истинной природы тысяч экзопланет, которые вращаются на их орбитах.

Этот метод специально разработан для миссии Gaia Европейского космического агентства, которая находится в процессе картирования галактики Млечный Путь в трех измерениях, а также предстоящего запуска спутника Survey Exoplanet Survey Satellite (TESS) НАСА, который планируется вывести на орбиту в следующем году.

«Мы разработали новый метод «взвешивания» одиночных звезд, — сказал профессор физики и астрономии Кейван Стассун, который руководил разработкой. «Во-первых, мы используем весь свет от звезды и ее параллакса, чтобы определить ее диаметр. Затем мы анализируем, как свет от звезды мерцает, что дает нам меру ее поверхностной гравитации. Затем мы объединяем эти два измерения, чтобы получить общую массу звезды».

Традиционно самым точным методом определения массы отдаленных звезд является измерение орбит двойных звездных систем, называемых бинарными. Законы движения Ньютона позволяют астрономам рассчитать массы обеих звезд, измеряя их орбиты с большой точностью. Однако менее половины звездных систем в галактике являются бинарными, а в случае красных карликовых звезд бинарными являются

лишь одна пятая, которые стали ценными охотничьими угодьями для экзопланет, поэтому астрономы придумали множество других методов оценки массы одиночных звезд.

Фотометрический метод, который классифицирует звезды по цвету и яркости, является наиболее общим, но он не очень точен. Астеросейсмология, которая измеряет световые колебания, вызванные звуковыми импульсами, которые проходят через звезду, очень точна, но работает только на нескольких тысячах самых ярких звезд.

«Наш метод может измерять массу большого количества звезд с точностью от 10 до 25 процентов. В большинстве случаев это гораздо точнее, чем это возможно с другими доступными методами, и, что важно, он может быть применен к одиночным звездам, поэтому мы не ограничиваются бинарными системами», — сказал Стассун.

Определение массы звезды, обладающей планетной системой, является решающим фактором в определении массы и размера окружающих ее планет. Ошибка в 100% в оценке массы звезды, которая типична с использованием фотометрического метода, может привести к ошибке в 67% при расчете массы ее планет. Это примерно эквивалентно различию между Меркурием и Землей. Таким образом, чрезвычайно важно правильно оценить природу всех инопланетных миров, которые астрономы обнаружили в последние годы.

Источники: https://phys.org/news/2017-12-millions-solitary-stars.html