Advancing the accuracy of asteroseismic age determinations of old-disk stars using an oscillating red giant in an eclipsing binary

Misurare la massa di una stella con il suono

A sinistra, vediamo un clarinetto, un sassofono e una stella gigante rossa, ciascuno associato (al centro) al proprio spettro di potenza: una sorta di impronta sonora che mostra con quanta forza vibrano a diverse frequenze.

Crediti: animazione delle oscillazioni generata con gpulse3d (Stephane Charpinet, IRAP Toulouse)


Le oscillazioni stellari, con frequenze intorno ai 20 milionesimi di hertz (una oscillazione circa ogni 14 ore), sono state moltiplicate per circa 6,5 milioni per portarle nel dominio udibile: il risultato è una nota di 130 Hz, corrispondente al Do2, la stessa suonata da clarinetto e sassofono nell'animazione.
Sebbene clarinetto e sassofono suonino entrambi la stessa nota fondamentale (Do2), i loro spettri sono diversi: è la firma unica del loro timbro, che dipende dalla forma e dalla struttura interna. Lo stesso vale per le stelle: anche loro vibrano, e le oscillazioni interne generano lievi variazioni di luminosità che possiamo misurare con telescopi come Kepler. Analizzando la distribuzione delle frequenze, il "timbro stellare", possiamo dedurne massa, raggio ed età.

in alternativa, potete visualizzare l'animazione su youtube:



Illustrazione del sistema binario a eclisse KIC 10001167.

A sinistra, la variazione della luce osservata nel tempo mostra le eclissi periodiche delle due stelle. A destra, le orbite delle due componenti (una gigante rossa e una stella nana) viste dall'alto, insieme alle variazioni della loro velocità lungo la linea di vista. Combinando questi dati, curve di luce e velocità radiali, gli astronomi possono determinare con grande precisione la massa delle stelle.