TESS détecte 158 505 étoiles géantes rouges pulsantes | Astronomie

Le satellite Transiting Exoplanet Survey de la NASA chasse les exoplanètes, mais ses mesures sensibles de la luminosité stellaire le rendent idéal pour étudier les oscillations stellaires, un domaine de recherche appelé astérosismologie.

Juste en dessous de la surface des étoiles semblables au Soleil, le gaz chaud monte, se refroidit, puis descend, où il se réchauffe à nouveau, un peu comme une casserole d’eau bouillante sur une cuisinière chaude.

Ce mouvement produit des ondes de pression changeantes – des ondes sonores – qui interagissent, entraînant finalement des oscillations stables avec des périodes de quelques minutes qui produisent de subtils changements de luminosité.

Les étoiles géantes avec des masses similaires à celles du Soleil pulsent beaucoup plus lentement, et les changements de luminosité correspondants peuvent être des centaines de fois plus importants.

Les oscillations du Soleil ont été observées pour la première fois dans les années 1960.

Des oscillations de type solaire ont été détectées dans des milliers d’étoiles par le télescope spatial à convection, rotation et transits planétaires (CoRoT), qui a fonctionné de 2006 à 2013.

Les missions Kepler et K2 de la NASA, qui ont sondé le ciel de 2009 à 2018, ont trouvé des dizaines de milliers de géantes oscillantes.

Désormais, le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA étend ce nombre encore 10 fois.

“Avec un échantillon de cette taille, des géants qui pourraient se produire seulement 1% du temps deviennent assez courants”, a déclaré le Dr Jamie Tayar, astronome à l’Université d’Hawaï.

« Maintenant, nous pouvons commencer à penser à trouver des exemples encore plus rares. »

Dans la nouvelle recherche, les astronomes ont appliqué l’apprentissage automatique aux données de photométrie TESS à longue cadence pour détecter automatiquement la présence d’oscillations de géante rouge dans les spectres stellaires.

Ils ont pu identifier un total de 158 505 géantes rouges pulsantes.

Ensuite, ils ont trouvé les distances pour chaque géant à l’aide des données de la mission Gaia de l’ESA et ont tracé les masses de ces étoiles dans le ciel.

Les étoiles plus massives que le Soleil évoluent plus rapidement, devenant des géantes plus jeunes.

Une prédiction fondamentale de l’astronomie galactique est que les étoiles plus jeunes et de masse plus élevée devraient se trouver plus près du plan de notre galaxie de la Voie lactée, qui est marquée par la forte densité d’étoiles qui créent la bande lumineuse de la Voie lactée dans le ciel nocturne.

“Notre carte démontre pour la première fois empiriquement que c’est effectivement le cas sur presque tout le ciel”, a déclaré le Dr Daniel Huber, également de l’Université d’Hawaï.

“Avec l’aide de Gaia, TESS nous a maintenant donné des billets pour un concert de géante rouge dans le ciel.”

“Notre résultat initial, en utilisant des mesures stellaires au cours des deux premières années de TESS, montre que nous pouvons déterminer les masses et les tailles de ces géants oscillants avec une précision qui ne fera que s’améliorer à mesure que TESS continue”, a déclaré le Dr Marc Hon, également de l’Université. d’Hawaï.

« Ce qui est vraiment sans précédent ici, c’est que la large couverture de TESS nous permet d’effectuer ces mesures de manière uniforme sur presque tout le ciel. »

Les résultats de l’équipe apparaîtront dans le Journal d’astrophysique.

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Marc Hon et al. 2021. Un « coup d’œil » sur l’archéologie galactique All-Sky avec TESS : 158 000 géantes rouges oscillantes du pipeline Quick-Look du MIT. ApJ, dans la presse; arXiv : 2108.01241