"Ein Cello klingt aufgrund seiner Größe und Form wie ein Cello", sagte die Astronomin Jacqueline Goldstein. „Die Schwingungen von Sternen hängen auch von ihrer Größe und Struktur ab.“
In dem obigen Video erklärt der NASA-Heliophysiker Alex Young, wie - obwohl Schall nicht durch das Vakuum des Weltraums wandern kann und wir es daher auch nicht können hören Die Sonne oder andere Sterne - Astronomen haben gelernt, die Schwingungen, die sich durch Sterne bewegen, zu nutzen, um Sterngeräusche zu simulieren. Die Vibrationen werden von denselben leistungsstarken thermonuklearen Öfen im Inneren der Sterne angetrieben, die es ihnen ermöglichen, zu glänzen. Die Schwingungen erscheinen irdischen Astronomen als Schwankungen der Helligkeit oder Temperatur auf der Oberfläche eines Sterns. Jacqueline Goldstein und ein Team von Astronomen der University of Wisconsin-Madison gaben Ende April 2019 an, dass sie erfolgreich ein Softwareprogramm namens GYRE entwickelt haben, das die komplexen Schwingungen simulieren kann, die Sterne erzeugen. In einer Ende April 2019 veröffentlichten Stellungnahme zu ihrer Arbeit heißt es:
Wenn Sie diese Schwingungen verstehen, können Sie mehr über die innere Struktur des Sterns erfahren, die sonst nicht sichtbar ist.
GYRE lässt sich in ein anderes Programm namens MESA einbinden, das die Simulation von Sternen erleichtert. In der Erklärung der Astronomen heißt es:
Mit dieser Software erstellt Goldstein Modelle verschiedener Arten von Sternen, um zu sehen, wie ihre Schwingungen für Astronomen aussehen könnten. Dann prüft sie, wie gut Simulation und Realität zusammenpassen.
Goldstein erklärte:
Seit ich meine Sterne gemacht habe, weiß ich, was ich in sie gesteckt habe. Wenn ich also meine vorhergesagten Schwingungsmuster mit beobachteten Schwingungsmustern vergleiche, ist das Innere meiner Sterne wie das Innere dieser echten Sterne, wenn sie gleich sind. Wenn sie sich unterscheiden, was normalerweise der Fall ist, erhalten wir Informationen, die wir zur Verbesserung unserer Simulationen und zum erneuten Testen benötigen.
Insbesondere studiert sie große Sterne und sagte:
Dies sind diejenigen, die explodieren und Schwarze Löcher und Neutronensterne sowie alle schweren Elemente im Universum erzeugen, die Planeten bilden und im Wesentlichen neues Leben erzeugen. Wir wollen verstehen, wie sie funktionieren und wie sie die Entwicklung des Universums beeinflussen. Das sind also wirklich große Fragen.
Die Astronomin Jacqueline Goldstein an der Universität von Wisconsin-Madison.
Sowohl GYRE als auch MESA sind Open Source-Programme, was bedeutet, dass Wissenschaftler frei auf den Code zugreifen und ihn ändern können. Jedes Jahr besuchen etwa 40 bis 50 Personen eine MESA-Sommerschule an der University of California in Santa Barbara, um den Umgang mit dem Programm und die Verbesserung des Brainstormings zu erlernen. Goldstein und ihre Gruppe profitieren von all diesen Anwendern, die Änderungen und Fehlerbehebungen sowohl in MESA als auch in ihrem eigenen Programm vorschlagen.
Sie erhalten auch einen Schub von einer anderen Gruppe von Wissenschaftlern - den Planetenjägern. Zwei Dinge können die Helligkeit eines Sterns schwanken lassen: innere Schwingungen oder ein Planet, der vor dem Stern vorbeizieht. Mit der zunehmenden Suche nach Exoplaneten - Planeten, die andere Sterne als unsere umkreisen - hat Goldstein Zugang zu einer Fülle neuer Daten über Sternfluktuationen erhalten, die in den gleichen Untersuchungen von fernen Sternen erfasst sind.
Der jüngste Exoplanetenjäger ist ein Teleskop namens TESS, das im vergangenen Jahr in die Umlaufbahn gebracht wurde, um 200.000 der hellsten und nächsten Sterne zu vermessen. Goldstein sagte:
TESS schaut auf den gesamten Himmel. Wir können also für alle Sterne in unserer Nachbarschaft sagen, ob sie pulsieren oder nicht. Wenn dies der Fall ist, können wir ihre Pulsationen untersuchen, um zu erfahren, was unter der Oberfläche geschieht.
Goldstein entwickelt jetzt eine neue Version von GYRE, um die TESS-Daten zu nutzen. Damit beginnt sie, dieses hervorragende Orchester mit Hunderttausenden zu simulieren.
Fazit: Jacqueline Goldstein und ein Team von Astronomen der University of Wisconsin-Madison gaben Ende April 2019 an, dass sie erfolgreich ein Softwareprogramm namens GYRE entwickelt haben, mit dem die komplexen Schwingungen der Sterne simuliert werden können.