Astronomía

Astrosismología; grabaciones de la duración de las vibraciones de las estrellas y la disponibilidad de datos?

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Un breve video titulado "Por qué Tess está grabando los" sonidos de las estrellas "en la parte inferior de la página del artículo de BBC News Lanzamientos de cazadores de planetas desde Florida ofrece una breve descripción de la astrosismología por el astrónomo Bill Chaplin de la Universidad de Birmingham.

Presumiblemente, los sonidos que se reproducen aquí son algún tipo de medidas fotométricas de estrellas que se han reproducido algunos órdenes de magnitud más rápido para hacerlas audibles.

Me gustaría escuchar más de ellos, o incluso descargar un archivo .wav o similar y echar un vistazo al espectro solo por diversión.

Logré encontrar este sitio web de la Universidad de Birmingham a través de una búsqueda, y reproduce clips de sonido de cuatro estrellas diferentes cuando el cursor se desplaza sobre cada una (supongo que se necesita un tiempo para responder debido a la descarga).

http://bison.ph.bham.ac.uk/~miglioa/M4PR/M4_beta0.html

  1. Aproximadamente, ¿cuánto tiempo es necesario el tiempo de observación de la estrella para producir estas grabaciones de audio de unos pocos segundos de duración?

  2. ¿Dónde puedo encontrar datos descargables? ¿O estos clips de sonido .wav o archivos de datos sin procesar más tradicionales que podría analizar?


Revelado: la supervivencia "improbable" de un exoplaneta

Usando astrosismología, un equipo que incluía a un astrónomo de la Universidad de Warwick, revisó los parámetros de dos estrellas gigantes rojas conocidas por albergar exoplanetas, y para una de ellas descubrió que el planeta no debería existir en su ubicación actual según las teorías actuales.

Usando astrosísmico 1 datos del satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA, un equipo internacional 2 incluyendo un investigador de la Universidad de Warwick y dirigido por el Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço 3 estudiaron las estrellas gigantes rojas HD 212771 y HD 203949. Estas son las primeras detecciones de oscilaciones en estrellas anfitrionas de exoplanetas previamente conocidas por TESS. El resultado se publicó hoy en un artículo. 4 en El diario astrofísico.

El autor principal, Tiago Campante (IA & amp Faculdade de Ciências da Universidade do Porto - FCUP) explica que la detección de estas oscilaciones solo fue posible porque: “Las observaciones de TESS son lo suficientemente precisas como para permitir medir las suaves pulsaciones en la superficie de las estrellas. Estas dos estrellas bastante evolucionadas también albergan planetas, lo que proporciona el banco de pruebas ideal para los estudios de la evolución de los sistemas planetarios ”.

Habiendo determinado las propiedades físicas de ambas estrellas, como su masa, tamaño y edad, a través de la astrosismología, los autores centraron su atención en el estado evolutivo de HD 203949. Su objetivo era comprender cómo su planeta podría haber evitado el engullimiento, ya que el La envoltura de la estrella se habría expandido mucho más allá de la órbita planetaria actual durante la fase de evolución de la gigante roja.

Basado en extensas simulaciones numéricas realizadas por el Dr. Dimitri Veras del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, el equipo cree que las mareas estelar-planeta podrían haber traído al planeta hacia adentro desde su órbita original más amplia, colocándolo donde lo vemos hoy.

El Dr. Veras dijo: “Determinamos cómo este planeta pudo haber llegado a su ubicación actual, y para hacerlo, si el planeta tuvo que sobrevivir o no al engullimiento dentro de la envoltura estelar de la estrella gigante roja. El trabajo arroja nueva luz sobre la capacidad de supervivencia de los planetas cuando sus estrellas madre comienzan a morir, e incluso podría revelar nuevos aspectos de la física de las mareas ''.

El coautor Vardan Adibekyan (IA & amp Universidade do Porto) comenta: “Este estudio es una demostración perfecta de cómo la astrofísica estelar y exoplanetaria están vinculadas. El análisis estelar parece sugerir que la estrella está demasiado evolucionada para albergar un planeta a una distancia orbital tan "corta", mientras que por el análisis de exoplanetas sabemos que el planeta está allí.

Adibekyan agrega: “La solución a este dilema científico se esconde en el 'simple hecho' de que las estrellas y sus planetas no solo se forman sino que también evolucionan juntos. En este caso en particular, el planeta logró evitar ser engullido ”.

En la última década, la astrosismología ha tenido un impacto significativo en el estudio de estrellas de tipo solar y de gigantes rojas, que exhiben oscilaciones de tipo solar impulsadas por convección. Estos estudios han avanzado considerablemente con observatorios espaciales como CoRoT (CNES / ESA) y Kepler (NASA), y se espera que continúen en la próxima década con TESS y PLATO (ESA).

Tiago Campante explica que: “La participación de IA en TESS está al nivel de la coordinación científica dentro del Consorcio de Ciencias Asterosísmicas de TESS (TASC). TASC es una colaboración científica grande y única, que reúne a todos los grupos de investigación relevantes y a personas de todo el mundo que participan activamente en la investigación en el campo de la astrosismología. Siguiendo los pasos de su exitoso predecesor, el Consorcio de Ciencia Astrosísmica de Kepler (KASC), TASC se basa en una estructura de grupo de trabajo colaborativo y transparente, cuyo objetivo es facilitar la colaboración abierta entre científicos.

  1. Astrosismología es el estudio de los interiores estelares, midiendo las oscilaciones sísmicas en la superficie de la estrella. En sismología, los diferentes modos de vibración de un terremoto se pueden utilizar para estudiar el interior de la Tierra, con el fin de obtener datos de la composición y profundidad de sus diferentes capas. De manera similar, las oscilaciones en la superficie de la estrella pueden usarse para inferir la estructura interna y la composición de una estrella.
  2. El equipo es: Tiago L. Campante (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Dep. Física e Astronomia Faculdade de Ciências da Universidade do Porto & amp Kavli Institute for Theoretical Physics, U. California), Enrico Corsaro (INAF | Osservatorio Astrosico di Catania), Mikkel N. Lund (Stellar Astrophysics Center (SAC), Dep. De Física y Astronomía, Aarhus U. & amp Kavli Institute for Theoretical Physics, U. California) Benoît Mosser (LESIA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, U. Paris), Aldo Serenelli (Instituto de Ciencias Espaciales (ICE, CSIC) Campus UAB, Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) & amp Kavli Institute for Theoretical Physics, U. California), Dimitri Veras (Centro de Exoplanetas y Habitabilidad, Dep. De Física, U. Warwick & amp Kavli Institute for Theoretical Physics, U. . California), Vardan Adibekyan (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço), HM Antia (Instituto Tata de Investigación Fundamental), Warrick Ball (Escuela de Física y Astronomía, U. Birmingham & amp Stellar Astrophysics Center (SAC), Dep. De Física y Astronomía, Aarhus U.), Sarbani Basu (Dep. De Astronomía, Universidad de Yale), Timothy R. Bedding (Instituto de Astronomía de Sídney (SIfA), Facultad de Física, Universidad de Sídney, Centro de Astrofísica Estelar (SAC), Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Aarhus y Instituto Kavli de Teoría Física, U. California) Diego Bossini (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço), Guy R. Davies (Facultad de Física y Astronomía, Universidad de Birmingham, Centro de Astrofísica Estelar (SAC), Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Aarhus), Elisa Delgado Mena (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço), Rafael A. García (IRFU, CEA & amp AIM, CEA, CNRS, U. Paris-Saclay), Rasmus Handberg (School of Physics and Astronomy, U. Birmingham, Stellar Astrophysics Center (SAC), Dep. Of Physics and Astronomy, Aarhus U.) Marc Hon (Facultad de Física, U. Nueva Gales del Sur), Stephen R. Kane (Dep. Ciencias Planetarias y Terrestres, U. California) Steven D. Kawaler (Dep. De Física y Astronomía, Universidad Estatal de Iowa & amp Kavli Institute for Theoretical Physics, U. California), James S. Kuszlewicz (Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung & amp Stellar Astrophysics Center (SAC), Dep. De Física y Astronomía, Aarhus U.), Miles Lucas (Dep. De Física and Astronomy, Iowa State U.) Savita Mathur (Instituto de Astrofsica de Canarias (IAC) & amp U. La Laguna (ULL), Dep. de Astrofsica), Nicolas Nardetto (U.Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d ' Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange) Martin B. Nielsen (Facultad de Física y Astronomía, U. Birmingham), Centro de Astrofísica Estelar (SAC), Dep. de Física y Astronomía, Aarhus U. & amp Center for Space Science, NYUAD Institute, New York U. Abu Dhabi), Marc H. Pinsonneault, Dep. of Astronomy, Ohio State U., & amp Kavli Institute for Theoretical Physics, U. California), Sabine Reffert & amp Landessternwarte, Zentrum für Astronomie der U. Heidelberg), Víctor Silva Aguirre (Stellar Astrophysics Center (SAC), Dep. de Física y Astronomía, Aarhus U.) Keivan G. Stassun (Vanderbilt U., Dep. De Física y Astronomía, Iniciativa Vanderbilt en Astrofísica Intensiva de Datos (VIDA)), Dennis Stello (Escuela de Física, U. Nueva Gales del Sur, Instituto de Sydney para Astronomía (SIfA), Escuela de Física, Universidad de Sydney, Centro de Astrofísica Estelar (SAC), Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Aarhus y Instituto Kavli de Física Teórica, Universidad de California), Stephan Stock (Landessternwarte, Zentrum für Astronomie der U. Heidelberg), Mathieu Vrard (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço) Mutlu Yildiz (Dep. De Astronomía y Ciencias Espaciales, Facultad de Ciencias, Ege U.), William J. Chaplin (Escuela de Física y Astronomía, U. Birmingham, Stellar Astrophysics Centre (SAC), Dep. De Física y Astronomía, Aarhus U. & amp Kavli Institute for Theoretical Physics, U. California), Daniel Huber (Instituto de Astronomía, U. Hawai'i & amp Kavli Institute for Theoretical Physics, U. California), Jacob L.Bean (Dep. De Astronomía y Astrofísica, U. Chicago), Zeynep Çelik Orhan (Dep. De Astronomía y Ciencias Espaciales, Facultad de Ciencias, Ege U.), Margarida S. Cunha (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Dep. Física e Astronomia Faculdade de Ciências da Universidade do Porto) Jørgen Christensen-Dalsgaard (Stellar Astrophysics Center (SAC), Dep. Of Physics and Astronomy, Aarhus U. & amp Kavli Institute for Theoretical Physics, U. California), Hans Kjeldsen (Stellar Astrophysics (SAC), Dep. De Física y Astronomía, Universidad de Aarhus e Instituto de Física Teórica y Astronomía, Universidad de Vilnius), Travis S. Metcalfe (Instituto de Ciencias Espaciales, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung), Andrea Miglio (Escuela de Física y Astronomía, Universidad de Birmingham y Centro de Astrofísica Estelar (SAC), Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Aarhus), Mário J. P. F. G. Monteiro (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Dep. Física e Astronomia Faculdade de Ciências da Universidade do Porto), Benard Nsamba (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço), Sibel Ortel (Dep. De Astronomía y Ciencias del Espacio, Facultad de Ciencias, Ege U.), Filipe Pereira (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço), Sérgio G. Sousa (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Dep. Física e Astronomia Faculdade de Ciências da Universidade do Porto), Maria Tsantaki (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço) y Margaret C. Turnbull (Instituto SETI, Centro Carl Sagan para el Estudio de la Vida en el Universo)
  3. La Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Instituto de Astrofísica y Ciencias Espaciales y ndash I A) es la unidad de investigación portuguesa de referencia en este campo, que integra a investigadores de la Universidad de Lisboa y la Universidad de Oporto, y engloba la mayor parte de la producción científica nacional del campo. Fue evaluado como "Excelente" en la última evaluación de unidades de investigación y desarrollo realizada por la Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT). La actividad de IA está financiada por fondos nacionales e internacionales, incluido FCT / MCES (UID / FIS / 04434/2019).
  4. El artículo "TESS Astrosismología de las estrellas anfitrionas gigantes rojas conocidas HD 212771 y 203949"Fue publicado en El diario astrofísico (DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ab44a8)

30 de octubre de 2019

Para entrevistas comuníquese con:

Peter Thorley
Gerente de Relaciones con los Medios (Facultad de Medicina y Departamento de Física de Warwick)


Título: Qué puede hacer la astrosismología por los exoplanetas: Kepler-410A b es un pequeño Neptuno alrededor de una estrella brillante, en una órbita excéntrica consistente con baja oblicuidad

Confirmamos el planeta candidato Kepler Kepler-410A b (KOI-42b) como un exoplaneta del tamaño de Neptuno en una órbita excéntrica de 17,8 días alrededor del brillante (K = 9,4) estrella Kepler-410A (KOI-42A). Esta es la tercera estrella anfitriona planetaria confirmada más brillante en el campo Kepler y una de las anfitrionas más brillantes de todos los exoplanetas en tránsito conocidos actualmente. Kepler-410 consiste en una mezcla entre la estrella anfitriona del planeta de rotación rápida (Kepler-410A) y una estrella más débil (Kepler-410B), lo que ha complicado la confirmación del candidato planetario. Empleando astrosismología, usando restricciones de la curva de luz de tránsito, óptica adaptativa e imágenes de moteado, y observaciones de tránsito de Spitzer, demostramos que el candidato solo puede ser un exoplaneta orbitando Kepler-410A. Determinamos vía astrosismología los siguientes parámetros estelares y planetarios con alta precisión M = 1.214 ± 0.033 M , R = 1,352 ± 0,010 R , edad = 2,76 ± 0,54 Gyr, radio planetario (2,838 ± 0,054 R ) y excentricidad orbital (0,17). Además, la división rotacional de los modos de pulsación permite medir la inclinación y la velocidad de rotación del Kepler-410A. Nuestra medida de una inclinación de 82,5 [°] indica una baja oblicuidad en este sistema. Las variaciones de tiempo de Transitmore y raquo indican la presencia de al menos un planeta adicional (no en tránsito) (Kepler-410A c) en el sistema. & laquo menos


¿Qué sucede dentro de este nuevo tipo de estrella variable?

Un nuevo tipo de estrella variable & # 8212 36 de ese tipo, de hecho & # 8212 se ha encontrado en un solo cúmulo de estrellas. Los astrónomos ni siquiera tienen un nombre para el tipo de estrella todavía, ¡pero siéntete libre de dejar algunas sugerencias en los comentarios!

Sin embargo, por ahora, los astrónomos se preguntan cuáles son las implicaciones para nuestra comprensión de los interiores estelares.

"La existencia misma de esta nueva clase de estrellas variables es un desafío para los astrofísicos", afirmó Sophie Saesen, astrónoma del Observatorio de Ginebra que participó en la investigación.

& # 8220 Los modelos teóricos actuales predicen que se supone que su luz no debe variar periódicamente en absoluto, por lo que nuestros esfuerzos actuales se centran en averiguar más sobre el comportamiento de este extraño nuevo tipo de estrella. & # 8221

El rascado de cabeza comenzó cuando los astrónomos utilizaron un telescopio del Observatorio Europeo Austral para observar el & # 8220Pearl Cluster & # 8221 (NGC 3766), un cúmulo de estrellas abierto a unos 5.800 años luz de la Tierra.

Durante siete años de observaciones con el telescopio Leonhard Euler (tomando medidas periódicas de brillo), los astrónomos detectaron 36 estrellas con períodos variables de entre 2 y 20 horas.

El telescopio Leonhard Euler de cuatro pies (1,2 metros) en el Observatorio Europeo Austral. Crédito: M. Tewes / ESO

Las estrellas variables se conocen desde hace siglos, y muchas de ellas son rastreadas por organizaciones de aficionados como la Asociación Estadounidense de Observadores Variables. Lo mejor que pueden imaginar los astrónomos, las estrellas se vuelven más brillantes y más tenues debido a los cambios en el interior & # 8212 vibraciones estelares o & # 8220 terremotos & # 8221 estudiados en un campo llamado astrosismología.

Un tipo especial de estrellas variables, llamadas variables cefeidas, pueden proporcionar mediciones precisas de la distancia, ya que tienen una relación establecida entre la luminosidad y el período de su variabilidad.

El estudio de varios tipos de estrellas variables ha proporcionado algunas ideas.

& # 8220La aterosismología de las estrellas ß Cep [hei], por ejemplo, ha abierto las puertas en la última década para estudiar su rotación interior y núcleo convectivo, & # 8221, afirmaron los astrónomos en un artículo sobre la investigación.

Las variaciones de brillo se pueden interpretar como vibraciones u oscilaciones dentro de las estrellas, utilizando una técnica llamada astrosismología. Las oscilaciones revelan información sobre la estructura interna de las estrellas, de la misma manera que los sismólogos usan los terremotos para sondear el interior de la Tierra. Crédito: Equipo de Astroseismología de Kepler.

A pesar de la conocida naturaleza de las estrellas variables, pocas de ellas se han estudiado en cúmulos abiertos como NGC 3766.

La razón es que se necesita mucho tiempo del telescopio para observar la estrella y, a veces, años. Y el tiempo con los telescopios es caro y valioso, lo que dificulta la asignación del tiempo necesario.

& # 8220 Los cúmulos estelares son entornos ideales para estudiar la variabilidad estelar porque algunas propiedades básicas y el estado evolutivo de los miembros individuales de las estrellas pueden derivarse de las propiedades del cúmulo, & # 8221, afirmaron los astrónomos.

& # 8220Sin embargo, requiere un monitoreo extenso en una línea de base de tiempo lo más larga posible. Este requisito puede explicar por qué no se han estudiado muchos conglomerados por su contenido de variabilidad hasta ahora, en comparación con el número de conglomerados conocidos y caracterizados. & # 8221

Sin embargo, estas estrellas en particular en NGC 3766 eran desconcertantes.

& # 8220Las estrellas son algo más calientes y brillantes que el Sol, pero por lo demás aparentemente sin complicaciones, & # 8221 ESO declaró, sin embargo, tenían variaciones de alrededor del 0,1% del brillo normal de cada estrella & # 8217.

Estrella variable cefeida. Crédito: Telescopio espacial Hubble

Es posible, pero aún no se ha demostrado, que quizás el giro de las estrellas tenga algo que ver con el brillo.

Algunos de los objetos observados giran a velocidades tan rápidas que parte del material podría salir despedido de la estrella hacia el espacio, escribieron los astrónomos en un comunicado de prensa.

& # 8220 En esas condiciones, el giro rápido tendrá un impacto importante en sus propiedades internas, pero aún no podemos modelar adecuadamente sus variaciones de luz & # 8221, afirmó Nami Mowlavi, otra astrónoma del Observatorio de Ginebra que dirigió el artículo.

Además, los astrónomos aún no han nombrado a esta clase de estrellas. ¿Tienes alguna idea? Para obtener más información y generar sugerencias, puede leer el artículo aquí en Astronomy & amp Astrophysics. Entonces puedes dejar tus pensamientos en los comentarios.


2. Prehistoria de la astrosismología

En los últimos siglos, naturalmente, se descubrieron primero las mayores variaciones de luz de las estrellas más brillantes. Mira (o Ceti) fue el primero en ser descubierto, con observaciones que datan del 1600 & # x00027s 1. Hoffleit (1997) dio un resumen histórico detallado de la observación de Mira para el 400 aniversario del descubrimiento. La ligera variabilidad de & # x003B4 Cep fue descubierto en el siglo XVIII (Goodricke, 1786). La variabilidad de RR Lyrae, junto con 64 estrellas variables adicionales recién descubiertas, se anunció 40 años después (Pickering et al., 1901). La variación de la velocidad radial de & # x003B2 Cephei fue notado por Frost (1906). La fecha del primer descubrimiento de un & # x003B4 La variación del tipo Scuti es más difícil de determinar. El cambio de & # x003B4 El propio Scuti fue anunciado por Fath (1935), y las mediciones de la velocidad radial también se publicaron en ese año (Colacevich, 1935). Sin embargo, & # x003B4 Las estrellas de tipo Scuti como un nuevo grupo se identificaron solo después de otros 20 años (Eggen, 1956). El proceso es claro, estamos hablando de un nuevo grupo si hemos encontrado más estrellas con una variación similar. Los criterios incluyen el grado de variación y la ubicación de la estrella en el diagrama de Hertzsprung-Russell. En los años y décadas siguientes, se descubrieron e identificaron varios grupos nuevos de estrellas variables. Seguiré cómo el conocimiento de los grupos mejoró de una década a otra, al principio para los primeros grupos reconocidos y luego también para los grupos recién identificados.

Por supuesto, la variabilidad de la luz de las estrellas despertó el interés de los físicos teóricos. Muchas de las obras de Eddington se ocuparon de la teoría de la pulsación, que resumió en un libro (Eddington, 1926). Predijo que la variabilidad de la luz generada por la pulsación de las estrellas proporcionaría información sobre la estructura interna que de otro modo no podríamos adquirir. La astrosismología es exactamente el método en el que la inversión de la variabilidad de la luz de la estrella, obteniendo al principio su contenido de frecuencia, conduce a los parámetros físicos dentro de las estrellas, es decir, temperatura, presión, densidad, velocidad del sonido y composición química a lo largo del radio. . El método, llamado heliosismología, ha funcionado con éxito en el caso del Sol. Por otro lado, las estrellas distantes no comparten fácilmente sus secretos con nosotros. Hemos determinado el contenido de frecuencia de muchas estrellas y sus parámetros físicos globales, pero hasta ahora no se ha logrado la inversión para la mayoría de los tipos de estrellas pulsantes, por lo que aún no se ha determinado la dependencia de los parámetros físicos del radio de la estrella, excepto para el Sol y las estrellas compactas.

A continuación, muestro cómo nos hemos acercado a nuestro objetivo de década en década, y en qué medida el desarrollo técnico de la época dada y la precisión relacionada de la medición influyeron en los problemas que investigaron los investigadores anteriores. Estoy convencido de que conocer el trabajo de los predecesores puede tener un impacto rentable en la investigación actual. Este artículo no es una revisión completa de cada campo de estrellas pulsantes que requeriría una estructura más regular del artículo. Decidí usar mi vida como guía cuando me invitaron a presentar mi punto de vista sobre el futuro de la astrosismología (otra reseña personal). Decidí comenzar el resumen en la época en que nací y el campo de la ciencia empezó a llamar más la atención.


Las estrellas variables delta Scuti revelan algunos de sus secretos

Utilizando observaciones del satélite TESS de la NASA, un grupo internacional de investigadores con una fuerte representación del Centro de Astrofísica Estelar de la Universidad de Aarhus ha estado estudiando 60 estrellas de la clase variable que lleva el nombre de la estrella delta Scuti en la constelación Scutum: el Escudo. Hasta ahora, esta clase de estrellas ha eludido determinaciones precisas de sus parámetros porque vibran de una manera muy compleja, lo que dificulta su investigación.

Los astrónomos estudian las oscilaciones regulares en estas estrellas vibrantes. Una estrella vibrará como una campana, y al igual que los sismólogos estudian el interior de la Tierra al observar las ondas causadas por detonaciones y terremotos, los astrónomos también pueden `` mirar '' las estrellas al estudiar las vibraciones observadas en la superficie de las estrellas. La técnica ha sido denominada & quotasteroseismología & quot.

A pesar de que las estrellas delta Scuti se comportan de muchas maneras como el Sol, el artículo publicado en Nature documenta el primer análisis de los astrosismólogos que determinan patrones regulares de frecuencias de oscilación en este tipo de estrellas. Estos patrones regulares de oscilaciones ahora permiten comparar las frecuencias observadas con las predicciones teóricas, lo que permite a los astrónomos aprender más sobre las propiedades de estas estrellas. Esto afectará nuestra comprensión de cómo funcionan las estrellas y cómo se desarrollan con el tiempo.

En el Sol, las frecuencias de oscilación tienen períodos que duran minutos. En una típica estrella delta Scuti, los períodos son de horas, pero el satélite TESS ha descubierto otras oscilaciones similares al Sol mucho más cortas. La altura de los "pines" de color naranja muestra cuánta energía contiene cada oscilación. Ilustración: HK / SAC / AU.

Los satélites como, por ejemplo, el TESS de la NASA estudian las estrellas midiendo pequeñas variaciones en el brillo simultáneamente para decenas de miles de estrellas durante varias semanas. Al observar los patrones de oscilaciones de una estrella ordinaria que se "comporta bien" como nuestro Sol o una de las estrellas gigantes rojas, se verá agradable y regular como un cardiograma de un corazón sano. ¡Los patrones mostrados por la mayoría de las estrellas delta Scuti harían que el cirujano cardíaco iniciara un procedimiento inmediato! En el artículo de Nature, los investigadores han descubierto que 60 de las miles de estrellas delta Scuti observadas por TESS tienen algunos rasgos comunes. Muestran similitudes regulares en las oscilaciones, y no solo eso, sino que estas oscilaciones se parecen a las bien conocidas del Sol. Esto coloca a los astrónomos en tierra firme:

El profesor Jørgen Christensen-Dalsgaard, de la Universidad de Aarhus, que no es coautor del artículo, está emocionado: “Ahora podemos comenzar a observar las relaciones internas de estas estrellas variables y, por lo tanto, conocer aún más los detalles de las estrellas en estas circunstancias especiales. Todos nos volvemos más sabios, también en el conocimiento de cómo funciona nuestro Sol, que se comporta mejor, y por qué es tan relativamente tranquilo y estable, enseñándonos también más sobre nuestro lugar en el Universo.

El coautor, el profesor Hans Kjeldsen, de la Universidad de Aarhus, añade: “Los nuevos resultados se pueden usar, entre otras cosas, para determinar las edades de grupos de estrellas que vienen en cúmulos y en corrientes estelares: ¡estrellas que se agrupan, sin haber aprendido aún las reglas del distanciamiento social! & Quot;

El autor principal del nuevo artículo publicado en Nature es el profesor Tim Bedding, que dirige el nodo SAC en Sydney y un invitado frecuente en la Universidad de Aarhus. El profesor Bedding comenta: “Anteriormente encontrábamos demasiadas notas revueltas para comprender correctamente estas estrellas pulsantes. Fue un desastre, como escuchar a un gato caminar sobre un piano ". Él continúa: “Los datos increíblemente precisos de la misión TESS de la NASA nos han permitido cortar el ruido. Ahora podemos detectar la estructura, más como escuchar acordes agradables que se tocan en el piano ".

La coautora, la Dra. Victoria Antoci, que ahora es investigadora principal en DTU Space pero fue investigadora en SAC en Aarhus durante 8 años, complementa: “Estos resultados son fantásticos y muy importantes y nos permitirán comprender mejor el mecanismo que impulsa estas pulsaciones, algo que nos esquivó durante 120 años (desde que se detectó la primera estrella delta Scuti)”.

Stellar Astrophysics Center (SAC) es fundado por la Danish National Research Foundation, y en SAC en Aarhus varios de los astrónomos están trabajando en astrosismología. El grupo Aarhus es el centro de una red más grande de colaboradores nacionales e internacionales, los & quotnodes & quot. El director del centro es el profesor Jørgen Christensen-Dalsgaard, uno de los pioneros en helio y astrosismología. El artículo de Nature tiene varios coautores de Aarhus y otras investigaciones afiliadas al centro danés entre los 35 autores de 24 instituciones de investigación en 10 países.

Las observaciones recopiladas con satélites como TESS se transmiten al Centro de Astrofísica Stellar de la Universidad de Aarhus. Aquí, los datos en bruto se preparan para trabajos posteriores y se ponen a disposición de muchos astrónomos de todo el mundo interesados ​​en la estructura interna de las estrellas. De esta manera, la SAC ha tenido durante los últimos ocho años un papel internacional central en este campo de investigación.

¿Qué es una estrella delta Scuti?

Muchas de las estrellas en el cielo varían en brillo por muchas razones diferentes. En una determinada fase de transición de su vida y desarrollo, la mayoría de las estrellas comenzarán a variar. En las atmósferas de las estrellas delta Scuti, el elemento helio es relativamente abundante, y el helio es el factor dominante en la variabilidad de estas estrellas. Calentado por la energía del interior estelar, el helio se ionizará, es decir, perderá algunos de sus electrones. El helio frío es opaco y no deja que la luz de las estrellas pase al espacio. Esta energía de luz atrapada calentará el helio y el resto de la atmósfera estelar, haciéndola expandirse, ionizarse y volverse más transparente. Entonces la energía se escapará, haciendo que la estrella parezca más brillante. Pero con esta pérdida de energía, las capas externas de la estrella se enfriarán, haciendo que el helio se vuelva opaco nuevamente, y el proceso puede comenzar de nuevo: la estrella pulsa.

Delta Scuti fue el primero en ser descubierto, dando nombre a todo este grupo de estrellas. Puedes encontrar la estrella en la constelación Scutum - The Shield cerca de la constelación Aquila en el cielo de verano. Será casi visible en una noche oscura y clara a simple vista. Sin embargo, ver que es una variable requiere instrumentos. Su magnitud variará menos del 20% durante un período de un poco más de 4 1/2 horas. La cercana estrella mucho más brillante Altair en Aquila y también Denebola en Leo son estrellas delta Scuti mucho más conocidas.

Nuestro Sol y todas las demás estrellas oscilan como campanas gigantes, y las oscilaciones provocan pequeñas variaciones en el brillo total de la estrella. Estas variaciones son extremadamente difíciles de medir desde la superficie de la Tierra, ya que son tan pequeñas, por lo que las mediciones deberán realizarse desde satélites como p. Ej. CoRot, Kepler y TESS fuera de la atmósfera. La curva de luz variable de la estrella se puede transformar en un conjunto de frecuencias de oscilación, como los armónicos de un instrumento musical. Estas frecuencias caracterizan las relaciones físicas en la estrella, hasta sus partes centrales. De esta manera, los astrosismólogos pueden ver los procesos que tienen lugar en las profundidades de las partes inaccesibles de la estrella, obteniendo conocimiento de muchos de los parámetros básicos de las estrellas. Sin embargo, las oscilaciones no cuentan la historia completa. El conocimiento total también requiere información sobre la temperatura de la superficie estelar y la metalicidad de la estrella. Sus observaciones basadas en la Tierra pueden ayudar. En conjunto, nos da conocimiento de las edades y tamaños y varias otras características físicas de una estrella determinada.

DESCARGAR animación que muestra la pulsante delta Scuti-star HD 31901 con archivo de sonido en este enlace.

Material de antecedentes de la NASA:

YouTube-vido en el satélite TESS en este enlace.

(La Universidad de Aarhus está cerrada en este momento, pero estamos trabajando en casa y pueden ser contactados)


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"Dado que el movimiento de v Indi se vio afectado por la colisión Gaia-Enceladus, la colisión debe haber ocurrido una vez que se formó la estrella", dijo Bill Chaplin, profesor de astrofísica en la Universidad de Birmingham y autor principal del estudio.

"Así es como hemos podido utilizar la edad determinada astrosísmicamente para poner nuevos límites sobre cuándo ocurrió el evento Gaia-Enceladus".

v Indi no vino de la otra galaxia, sino que nació en nuestra Vía Láctea.

Pero la colisión Gaia-Enceladus alteró su movimiento a través de nuestra Galaxia.

V Indi tiene el sello de haber sido calentado por la colisión, lo que le dijo al equipo de investigación que ya debía haber estado en su lugar antes de la fusión.

La Vía Láctea (fotografiada aquí desde la Tierra) canibalizó una galaxia una cuarta parte de su masa actual hace unos 11,6 a 13,2 mil millones de años, según una nueva investigación.

V Indi se encuentra a poco menos de 100 años luz de distancia en la constelación de Indo, que fue encuestada profesionalmente por primera vez por europeos en el siglo XVI.

Es una constelación del hemisferio sur, tan visible al sur del ecuador, en países como Australia, África y América del Sur.

Los científicos creen que estrellas como v Indi son "registros fosilizados" que llevan información sobre los entornos de los que provienen, gracias a sus vibraciones duraderas.

Los astrónomos creen que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, tiene aproximadamente 13.600 millones de años.

A lo largo de su vida, ha ingerido muchas galaxias más pequeñas, pero anteriormente ha resultado difícil encontrar el momento preciso en el que se produjo cualquiera de estas fusiones.

Los investigadores ahora concluyen que la fusión galáctica de Gaia-Encelado y la Vía Láctea probablemente comenzó hace 13,2 mil millones de años, lo que en términos relativos hace que la Vía Láctea anterior a la fusión sea de corta duración.

‘Because we see so many stars from Gaia-Enceladus, we think it must have had a large impact on the evolution of our galaxy,’ said co-author Dr Ted Mackereth at the University of Birmingham.

‘Understanding that is now a very hot topic in astronomy, and this study is an important step in understanding when this collision occurred.’

Previous studies have revealed a population of stars that were engulfed through the collision of Gaia-Enceladus, which led to pollution of the chemical properties and formation of the Milky Way, including its inner stellar halo and thick disk.

'This study demonstrates the potential of asteroseismology with TESS, and what is possible when one has a variety of cutting-edge data available on a single, bright star,' said Professor Chaplin.

A previous study from last year estimated the collision as about 10 billion years ago, with the Gaia-Enceladus about 25 per cent the size of the current Milky Way before it was swallowed.

This new study, led by the University of Birmingham, used data from NASA’s planet-hunting satellite called Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), which was launched in 2018 specifically to survey stars outside our solar system.

This was then combined with information from the European Space Agency's (ESA) Gaia mission, which was launched in 2013 to create a three-dimensional map of the Milky Way.

WHAT IS THE EUROPEAN SPACE AGENCY'S GAIA PROBE AND WHAT IS DESIGNED TO DO?

Gaia is an ambitious mission to chart a three-dimensional map of our galaxy, the Milky Way, and in the process reveal its composition, formation and evolution.

Gaia has been circling the sun nearly a million miles beyond Earth's orbit since its launch by the European Space Agency (ESA) in December 2013.

On its journey, the probe has been discreetly snapping pictures of the Milky Way, identifying stars from smaller galaxies long ago swallowed up by our own.

Tens of thousands of previously undetected objects are expected to be discovered by Gaia, including asteroids that may one day threaten Earth, planets circling nearby stars, and exploding supernovas.

Artist's impression of Gaia mapping the stars of the Milky Way. Gaia maps the position of the Milky Way's stars in a couple of ways. It pinpoints the location of the stars but the probe can also plot their movement, by scanning each star about 70 times

Astrophysicists also hope to learn more about the distribution of dark matter, the invisible substance thought to hold the observable universe together.

They also plan to test Albert Einstein's general theory of relativity by watching how light is deflected by the sun and its planets.

The satellite's billion-pixel camera, the largest ever in space, is so powerful it would be able to gauge the diameter of a human hair at a distance of 621 miles (1,000 km).

This means nearby stars have been located with unprecedented accuracy.

Gaia maps the position of the Milky Way's stars in a couple of ways.

Gaia’s all-sky view of our Milky Way Galaxy and neighbouring galaxies, based on measurements of nearly 1.7 billion stars. The map shows the total brightness and colour of stars observed by the ESA satellite in each portion of the sky between July 2014 and May 2016. Brighter regions indicate denser concentrations of especially bright stars, while darker regions correspond to patches of the sky where fewer bright stars are observed. The colour representation is obtained by combining the total amount of light with the amount of blue and red light recorded by Gaia in each patch of the sky.

It pinpoints the location of the stars but the probe can also plot their movement, by scanning each star about 70 times.

This is what allows scientists to calculate the distance between Earth and each star, which is a crucial measure.

In September 2016, ESA released the first batch of data collected by Gaia, which included information on the brightness and position of over a billion stars.

In April 2018, this was expanded to high-precision measurements of almost 1.7 billion stars.


Secret of Ancient Galaxy Merger Revealed by Studies of a Lone Star

Astronomers believe that our Milky Way galaxy, approximately 13.6 billion years old, has ingested many smaller galaxies over its lifetime, however, it has previously proved difficult to determine the precise time at which these mergers occurred.

A star visible from Earth with the naked eye has revealed a fascinating story dating at least that our Milky Way swallowed up a smaller galaxy at least 11.6 billion years ago, according to a study recently published in Nature.

Main author of the paper "Age dating of an early Milky Way merger via asteroseismology of the naked-eye star ν Indi" is Bill Chaplin of Birmingham University. He and a list of co-authors, affiliated with the Stellar Astrophysics Centre (SAC) at Aarhus University, Resorted to a novel approach by applying the forensic characterisation of a single ancient, bright star called ν Indi to probe the history of the Milky Way.

The new study used data from NASA’s planet-hunting satellite called Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), which was launched in 2018 to survey stars outside our solar system, and augmented it with data from the European Space Agency's (ESA) Gaia mission, which was launched in 2013, to create a three-dimensional map of the Milky Way.

The research revealed a population of stars accreted after the collision of a dwarf galaxy, called Gaia–Enceladus1. The impact had resulted in “pollution” of the chemical and dynamical properties of the Milky Way.

The team measured oscillations of ν Indi, which is viewable from the Southern Hemisphere and used the results to date the collision between the Milky Way and another dwarf galaxy.

ν Indi, according to research, was born early in the life of the Milky Way, but after its impact with the galaxy – named Gaia-Enceladus – it was pushed from its original orbit in the Halo of the Milky Way into a dramatically altered trajectory.

He added: “That is how we have been able to use the asteroseismically-determined age to place new limits on when the Gaia-Enceladus event occurred.”

Astronomers believe our Milky Way swallowed Gaia-Enceladus somewhere between 11.6 billion and 13.2 billion years ago - after ν Indi was formed, since the star carries traces of having been heated by the collision.

A previous study, in 2019, had estimated the impact as about 10 billion years ago.

V Indi is estimated to be just under 100 light years away, in the constellation of Indus, and as a southern hemisphere constellation is visible south of the equator, in countries such as Australia, Africa and South America.

Research typically regards stars like v Indi as “fossilised records” of information about their past due to their long-lasting vibrations.
Astronomers claim that our own Milky Way galaxy, estimated to be 13.6 billion years old, has swallowed up many smaller galaxies. However the dating of these collisions proved to be challenging.

Researchers now conclude that the galactic merger of Gaia-Enceladus and the Milky Way most likely began as long ago as 13.2 billion years, which in relative terms makes the pre-merger Milky Way short-lived.

“Understanding that is now a very hot topic in astronomy, and this study is an important step in understanding when this collision occurred.”

Professor Chaplin also pointed to the potential of asteroseismology with TESS, and hailed today’s variety of cutting-edge data available on “a single, bright star”.

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NASA Kepler Reaching into the Stars
04.12.11

An artist’s rendering that compares the approximate size and color of the stars in the triple-eclipsing system HD 181068. Click image for full-resolution.
An artist’s rendering that compares the approximate size and color of the stars in the triple-eclipsing system HD 181068.
Image credit: NASA/KASC

We are entering a golden era for “stellar physics” – a term coined to describe research about the formation, evolution, interior and the atmospheres of stars. Thanks to a partnership forged among stellar astrophysics, scientists and NASA’s Kepler Mission, a goldmine of data is now available to support the world’s efforts to detect planets in the habitable zone around other stars.

The Kepler photometric data is a measurement of light’s “brightness,” and provides an unprecedented opportunity for the emerging field of asteroseismology, the study of the internal structure of stars by observing minuscule pulsations in the star brightness. Asteroseismic research is giving insights into the fundamental properties of stars, including their mass, size, age and internal structure. Kepler enables studies of a large number of stars representing a broad range of types. This asteroseismic research will substantially improve our understanding of stellar evolution. It also will help determine the properties of stars that have planetary systems studied in the Kepler exoplanet program.

The Kepler Asteroseismic Science Consortium (KASC) pushes the envelope in this field of study. Using the unparalleled precision and quality of Kepler data, the KASC research is contributing to stellar astrophysics in profound ways. The consortium is comprised of more than 400 scientists and is led by the Danish Asteroseismology Centre in the Department of Physics and Astronomy at the University of Aarhus, Denmark.

The KASC recently presented new findings published in three papers in the journal Science. In combination, these latest results illustrate the power of the Kepler Space Telescope to probe the internal structure of distant stars.

Kepler Listens to an Orchestra of Sun-like Stars to Tune the Galactic Models

The scientific investigation of sun-like stars has taken a major step forward thanks to the Kepler Mission. Además de buscar exoplanetas, proporciona datos exquisitos sobre oscilaciones estelares.

“The sound inside the stars makes them ring or vibrate like musical instruments,” said Bill Chaplin from the University of Birmingham’s School of Physics and Astronomy, the lead author of this paper. “If you measure the pitch of the notes produced by an instrument it can tell you how big the instrument is. The bigger the instrument is, the lower the pitch and deeper the sound. This is how we can tell how big a star is – from its stellar music.”

Oscillation measurements are used to accurately determine fundamental stellar properties like mass, size, and age. Aquí es donde la teoría se encuentra con la observación. Los científicos pueden sintetizar una instantánea de nuestra galaxia y todas las estrellas que contiene utilizando modelos basados ​​en todo lo que sabemos sobre cuánta materia prima hay en nuestra galaxia para construir estrellas, qué tipos de estrellas se fabrican, cómo evolucionan con el tiempo y cómo. larga vida. Luego, pueden comparar las propiedades de las estrellas en esta instantánea sintética con las propiedades de las estrellas similares al sol en el estudio astrosísmico. En esencia, el equipo ha realizado un censo y lo ha comparado con las predicciones, y ha descubierto que los tamaños de las estrellas son consistentes con las predicciones, pero las masas no. El estudio astrosísmico sugiere que el número de estrellas de baja masa es ligeramente mayor de lo esperado. Este trabajo envía a los teóricos de regreso para refinar sus modelos y, en última instancia, conducirá a una mejor comprensión de la estructura y evolución de las estrellas en nuestra galaxia.

“Before Kepler we had asteroseismic data on only about 20 such stars – We now have an orchestra of stars to play with,” said Hans Kjeldsen from Aarhus from the Danish Asteroseismology Centre in Aarhus, who coordinates KASC. “This opens up huge possibilities for probing stellar evolution and obtaining a clearer picture of the past and future of our own sun and how our galaxy, and others like it, has evolved over time. We can, for example, pick out stars that have the same mass of the sun but have different ages, to, in effect, follow the sun in time.”

To read the full paper in Science, visit: Ensemble Asteroseismology of Solar-type Stars with the NASA Kepler Mission, by W. J. Chaplin et al, Science 8 April 2011: 213-216. [DOI:10.1126/science.1201827]

Astronomers Detect Echoes from the Depth of a Red Giant Star

An international team of astronomers reports the unexpected discovery of waves inside a star that travel so deep that they reach the core. Waves traversing stars, similar to sound waves here on Earth, were already known to exist, but until now only waves traveling the outer part of the star, or as deep as hundreds of thousands of kilometers, were detected. At a certain depth, the stellar material is too dense for waves to penetrate so they bounce back to the surface. The detection of waves that reach the star’s core reveal conditions that open a window to an inferno that otherwise would remain unreachable and hidden. The discovery was made in a red giant star, an elderly star, similar to what our sun will become in about 5 billion years.

“Having a view into the core of these red giants will teach us exactly what will happen to our sun when it grows older,” said Paul Beck, a PhD student at Leuven University in Belgium.

To read the full paper in Science, visit: Kepler-Detected Gravity-Mode Period Spacings in a Red Giant Star, by P.G. Beck et al, Science 8 April 2011: 180-181. [DOI: 10.1126/science.1203887]

Kepler Discovery of a Unique Triply Eclipsing Triple Star

Aliz Derekas of Eotvos University and Konkoly Observatoryin Budapest, Hungary, used Kepler data to learn more about a unique three-star system known as HD 181068, which the authors named ‘Trinity.’ The triple system is comprised of two red dwarfs orbiting each other and simultaneously orbiting a more distant red giant star that is 12.4 times larger than our sun (figure 1). These systems are important for testing theories of star formation and evolution. While triple systems are not uncommon, this particular triple system is oriented perfectly to make the red dwarfs and the red giant regularly eclipse each other. The surface brightness of the three stars are very similar, so just as a white rabbit is camouflaged in snow, when the red dwarfs are in front of the red giant, their eclipses are nearly undetectable. Careful analyses of red giant stars observed by Kepler have shown that they exhibit oscillations similar to those in the sun. Trinity’s red giant star does not. This would indicate a mysterious mechanism that suppresses the pulsation.

“Surprisingly, we do detect some variability but with periods that are closely linked to the orbital period of the close pair in the system,” said Derekas. “This may indicate that tidal forces of the close pair induce vibrations in the red giant. The intriguing nature of this unique system remained unnoticed until now despite the fact that it is nearly bright enough to be visible to the naked eye. We really needed Kepler with its unprecedentedly precise and uninterrupted photometric monitoring to uncover such a rare gem,” she added.

To read the full paper in Science, visit: A Red Giant in a Triply-Eclipsing Compact Hierarchical Triple System, by Derekas et al, Science 8 April 2011: 216-218. [DOI:10.1126/science.1201762]

To listen to an interview with Michael Montgomery, University of Texas at Austin, as he discusses Kepler’s observations and what they reveal about the internal structure of distant stars, visit: Science Podcast.

Michele Johnson, Public Affairs Officer, Kepler Mission
Ames Research Center, Moffett Field, Cali


Backgrounder: MOST Scientists Unpack A Suitcase Full of Space Science

The MOST Canadian space telescope was launched from northern
Russia in June 2003 aboard a former Soviet ICBM (Intercontinental
Ballistic Missile) converted to peaceful use. Weighing only
54 kg, this suitcase-sized microsatellite is packed with a
small telescope and electronic camera to study stellar variability.

One of its early targets was the star eta Bootis, a slightly
more massive and younger version of the Sun. Astronomers had
picked out this star as one of the best candidates for the
new technique of “asteroseismology” — using surface
vibrations to probe the inside of a star, similar to how geophysicists
use earthquake vibrations to probe the Earth’s core.

MOST monitored eta Bootis for 28 days without interruption,
placing the star under a 24-hour scientific ‘stake-out’
that revealed behaviour that was hidden from the limited view
possible for Earth-bound telescopes. Accumulating almost a
quarter of a million individual measurements of this star,
MOST reached a level of light-measuring precision at least
10 times better than the best ever achieved before from Earth
or space.

The data reveal the star is vibrating, but at a pitch well
below the range of human hearing. The stellar melody should
allow the MOST team of scientists, including Dr. David Guenther
of the Canadian Institute for Computational Astrophysics at
St. Mary’s University, Halifax, to determine the age
and structure of eta Bootis. “We’re now in a position
to explore new physics in stars, with observations like these,”
said Dr. Guenther.

Before observing eta Bootis, while still in the shakedown
phase of its mission, MOST was aimed for testing purposes
at a fainter star called kappa 1 Ceti. Astronomers already
suspected this was a younger version of our Sun, with an age
of about 750 million years. The Sun’s age is about 4.5
billion years, and it’s just entering middle age. En
terms of a human life, the Sun would be about 45 years old
while kappa 1 Ceti would be eight years old – barely
a pre-teen.

Like many human kids, Kappa 1 Ceti is hyperactive, flaring
up from time to time, and spinning with much more kinetic
energy than sedate older stars like the Sun. It also has a
severe case of acne — dark spots on its face which are much
larger than those visible on the Sun’s surface. The MOST data,
following Kappa 1 Ceti for 29 days, show in exquisite detail
how the spots move across the visible side of the star as
it spins once every nine days or so. And because a star is
not solid, different parts of its gaseous surface spin at
different rates. MOST has been able to measure this effect
directly in a star other than the Sun for the first time.
These results are being prepared for submission to The Astrophysical
Journal.

Future targets for MOST include other stars representing
the Sun at various stages in its life, and stars known to
have giant planets. MOST is designed to be able to register
the tiny changes in brightness that will occur as a planet
orbits its parent star. The way in which the light changes
will tell astronomers about the atmospheric composition of
these mysterious worlds, and even if they have clouds.

“It’s like doing a weather report for a planet
outside our Solar System,” says Dr. Jaymie Matthews,
MOST Mission Scientist, of the University of British Columbia.


Deaf Students Feel the Universe's Vibrations in New Workshop

Students experienced the vibrations of Earth's auroras, the Sun's flares, Jupiter's bow shock and Saturn's rings in an outreach activity designed specifically for their community.

The workshop activity took the students on a journey from Earth outward to the edges of the Solar System and beyond with 19 different vibrations, included of the aurorae. Credit: Johannes Groll/Unsplash

A new workshop brought the vibrations of the universe to deaf students, a group that is often overlooked in informal outreach activities. Astronomers and teachers at a school for deaf children partnered to design an activity that transforms cosmic phenomena into vibrations that students can feel and can connect with visuals and a scientific narrative.

“It’s the beginning of trying to think of scientific outreach with a much broader appeal, where everyone is capable and must have access to public outreach of science,” Mario De Leo-Winkler, an astronomer and director of the National System of Researchers of Mexico, told Eos.

When he began looking into astronomy outreach activities for people with physical disabilities, De Leo-Winkler found that there were many activities designed for blind people who could not see the stars but none designed specifically for the deaf community.

“We all like the stars,” he said. “If that was enough – if looking through a telescope or interacting with things related to science or to astronomy in general was enough – then we would all be scientists or we would all be astronomers. You need an extra push as a citizen to be enticed or enamoured with science.”

Making astronomy data vibrate

According to recent surveys, over 5% of the world’s population are deaf or hard of hearing, but this community represents only about 1% of recently awarded science and engineering doctorate degrees. This is partly due to the scarcity of deaf-accessible science, technology, engineering, and mathematics (STEM) courses in higher education, De Leo-Winkler explained. “If you add to that that there is no specific push toward scientific vocations in the Deaf community, then we have a problem,” he said.

De Leo-Winkler and other astronomers at the University of California, Riverside, decided to create their own outreach activity in partnership with the California School for the Deaf, Riverside (CSDR). The team decided to focus on developing an activity that uses the sense of touch to convey information. Research into brain development has shown that in people who are born deaf or who lose hearing later in life, the brain rewires itself to process vibrations in the absence of sound through a phenomenon known as neuroplasticity.

The team gathered recordings of Earth and astronomical phenomena that produce distinct sounds or that vary with time. For data that were outside the range of human hearing – about 20-20,000 hertz – the team used an algorithm to shift the sounds into that range.

For nonauditory data sets, the researchers used a technique called sonification to transform the data into sounds and vibrations the students could experience.

CSDR teachers gave their expertise and guidance to the astronomers when selecting sounds that would produce detectable and distinguishable vibrations. They also developed American Sign Language (ASL) interpretations for unfamiliar astronomy terms in the accompanying narrative.

The team held the workshop in a multisensory sound lab at CSDR. The lab converts sound into other mediums, such as vibrations and light, that can be experienced by deaf individuals.

“We’re giving the explanation, we’re showing the imagery, and we’re producing the vibrations at the same time,” De Leo-Winkler said.

Vibrations of the universe

The researchers held two workshops in the multisensory sound lab for CSDR students in grades 3-8. They collected feedback from participants after the first workshop and altered their set of vibrations, visual materials, and verbal and ASL narratives in the second workshop in response to that feedback.

The students first learned some introductory astronomy in their classrooms before participating in the workshop. The workshop presenter then introduced students to the idea that sounds and vibrations are connected and gave examples that students might be familiar with, like thunderstorms or bubbling pots of water.

The presenters explained that everything in the universe produces energy and that energy can be converted into sounds or vibrations that they could feel.

The workshop activity took the students on a journey from Earth outward to the edges of the Solar System and beyond with 19 different vibrations. Some of the vibrations they experienced include Earth’s auroras, the vibrations of the Sun and radio emissions from Saturn recorded by the Cassini spacecraft. Eighty-three students participated in the two workshop stages and provided overall positive feedback about the experience. The team analysed the survey responses and published the results earlier this month in the Journal of Science Education and Technology.

Opening the door

This workshop focused on astronomy phenomena, but the techniques could easily be adapted to other STEM disciplines, such as physics, stem cell research, or genome mapping, De Leo-Winkler said.

“I think the possibilities are limitless,” he said, “as long as you have a clear interpretation of the information that you want to transfer to the students and as long as it’s fun.”

The team has made all of its sound files and presentation materials freely available online.

“We’re opening the door for others to be able to explore for themselves what has been done and to think out of the box,” De Leo-Winkler said. “We invite people to take it in, to use it, to reimagine it, and to follow some of the steps and create new and innovative things.”

This article was first published on Eos and has been republished under a Creative Commons license. Read the original here.


Ver el vídeo: Astrosismología II: ondas p, g y f en estrellas variables. Terremotos en las estrellas (Diciembre 2022).