صدای ستارگان چگونه است؟

مجله ايلياد/ امواج صوتي در فضا سفر نمي‌کنند، زيرا در فضا خلاء وجود دارد، ستارگاني مثل خورشيد هنوز صداهايي را توليد مي‌کنند که به‌صورت ارتعاشات پيچيده ظهور پيدا مي‌کنند. گروهي از ستاره‌شناسان دانشگاه ويسکانسين-مديسون با موفقيت نرم‌افزاري به نام «GYRE» را توسعه دادند که مي‌تواند ارتعاشات پيچيده‌اي که ستارگان توليد مي‌کنند را شبيه‌سازي کند. هر کسي مي‌تواند به GYRE به‌عنوان يک برنامه متن‌باز دسترسي داشته باشد و اين برنامه به يک برنامه‌ي ديگر به‌نام «MESA» متصل مي‌شود که شبيه‌سازي ستارگان را تسهيل مي‌کند. تلسکوپ‌ها مي‌توانند ارتعاشات پيچيده‌ي توليد شده توسط ستارگان در نتيجه‌ي نوسانات روشنايي يا دماي سطح ستارگان را اندازه‌گيري کنند. چيزي که اين اصوات ظريف را توليد مي‌کند کوره‌هاي هسته‌اي درون ستاره است. وقتي ستارگان هيدروژن را درون عناصر سنگين‌تر در هسته‌هاي‌شان ادغام مي‌کنند، گاز پلاسماي داغ ارتعاش پيدا کرده و ستاره سوسو مي‌زند. سوسو زدن و نوسانات به ستاره‌شناسان کمک مي‌کنند تا ساختار يک ستاره و نحوه‌ي تغيير آن با بالا رفتن سن ستاره را درک کنند. محقق ارشد «ژاکلين گلدستين» دانشجوي فارغ‌التحصيل در دانشگاه ويسکانسين-مديسون، توضيح داد که ارتعاش ستارگان به ساختار و اندازه‌ي آن‌ها بستگي دارد. گلدستين مي‌گويد: «صداي يک ويولون‌سل به اندازه و شکلش بستگي دارد. براي شنيدن صداي ستارگان، ارتعاشات ستاره‌اي بايد هزاران تا يک ميليون بار قوي‌تر شوند. فرکانس‌ها در مرتبه‌ي دقيقه تا چند روز تکرار مي‌شوند.» گلدستين توضيح داد که ارتعاشات پيچيده‌ي توليد شده توسط ستارگان در واقع «ستاره‌لرزه» ناميده مي‌شوند که کاملاً شبيه به زمين‌لرزه هستند. رشته‌اي که اين اخترلرزه‌ها را اندازه‌گيري مي‌کند اخترلرزه‌شناسي ناميده مي‌شود. گلدستين در تحقيقش ستارگاني را مطالعه کرد که بزرگ‌تر از خورشيد هستند. او توضيح داد که اين ستارگان منفجر مي‌شوند و سياهچاله‌ها و ستارگان نوتروني را تشکيل مي‌دهند و اين ستارگان نيز سيارات و حيات جديد را شکل مي‌دهند. گلدستين گفت که مي‌خواهد بفهمد اين ستارگان چگونه کار مي‌کنند و چگونه بر تکامل جهان تاثير مي‌گذارند. او براي انجام اين کار ارتباط بين ساختار ستارگان و ارتعاشات آن‌ها را مطالعه کرد. گلدستين همراه با پروفسور «الن زوبل» و «ريچ تاونسند» برنامه GYRE متصل به MESA را توسعه داد تا ستارگان مختلف و فرکانس‌هاي آن‌ها را شبيه‌سازي کند. گروهي از محققان به رهبري گلدستين مدل‌هايي از انواع گوناگون ستاره را ساختند تا ببينند که ارتعاشات آن‌ها چگونه ظاهر شده و سپس بررسي کنند که آيا اين شبيه‌سازي به واقعيت نزديک است يا خير؟ وقتي گلدستين شبيه‌سازي را با واقعيت مقايسه مي‌کند، مي‌تواند مدلش را اصلاح کند و فرآيند مطالعه‌ي سطح ستارگان براي بررسي اصوات ظريفي که توليد مي‌کنند را ارتقا دهد. گلدستين توضيح داد که اگر الگوهاي ارتعاش جديدِ پيش‌بيني شده و الگوهاي ارتعاش مشاهده شده يکسان باشند، بينش‌هايي در مورد درون ستاره ارائه خواهد شد. هر چند، اگر الگوهاي ارتعاش پيش‌بيني شده و الگوهاي ارتعاش مشاهده شده با يکديگر انطباقي نداشته باشند، اطلاعاتي را به دانشمندان مي‌دهد که شبيه‌سازي‌ها را ارتقاء دهند و مجدداً چک کنند. جستجوي سيارات فراخورشيدي تحقيق گلدستين و پروفسورهايي که به او کمک کردند با داده‌هاي جمع‌آوري شده توسط شکارچيان سياره تاييد مي‌شود. درواقع، دانشمندان به کمک تلسکوپ شکارچي سيارات فراخورشيدي ناسا، به‌نام «TESS» مي‌توانند ببينند که آيا تمام ستارگان ضربان‌دار هستند يا خير؟ اگر ستارگان ضربان داشته باشند، گلدستين و همکارانش مي‌توانند مطالعه کنند که چه چيزي در زير سطح رخ مي‌دهد. گلدستين اکنون در حال توسعه‌ي نسخه‌ي جديدي از GYRE است که از داده‌هاي جمع‌آوري شده توسط تلسکوپ TESS استفاده مي‌کند. او مي‌تواند يک ارکستر ستاره‌اي کامل را با استفاده از اين ابزار قدرتمند شبيه‌سازي کند. ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد