Kepler menafikan Pulsasi di Pleiades

Bintang berkeliaran Pleiades adalah sasaran mudah untuk pemerhati belakang rumah. Mereka juga merupakan sasaran yang kerap untuk teleskop berasaskan darat profesional, polarimeters, dan interferometer. Oleh itu, ironi bahawa mereka adalah sasaran yang paling sukar untuk teleskop berasaskan ruang yang canggih.

Bintang-bintang biru panas dari gugus bintang Pleiades menerangi awan debu antara bintang sepanjang laluan kluster.
Davide De Martin & ESA / ESO / NASA Photoshop FITS Liberator

Tidak ada tempat yang lebih tepat daripada Kepler. Satelit memburu eksoplanet telah memantau beribu-ribu bintang, tetapi yang paling cerah telah jauh dari jangkauannya. Sekarang, ahli astronomi datang dengan teknik baru untuk mengubahnya.

Jurutera-jurutera direka kamera CCD Kepler yang sensitif untuk menangkap perubahan-perubahan kecil pada bintang-bintang yang lemah, untuk mengesan kelip-kelip kecil itu dengan cahaya yang menandakan sebuah planet yang memancar mataharinya. Tetapi sensitiviti yang indah ini bermakna Kepler mengalami kesukaran mengukur bintang-bintang yang cemerlang seperti Alcyone, Atlas, Electra, Maia, Merope, Taygeta, dan Pleione seven girls daripada Pleiades.

Kamera CCD berfungsi dengan menangkap foton dalam wells, dengan setiap satu bersamaan dengan piksel tunggal dalam imej yang dihasilkan. Sekiranya kebanyakan foton masuk, telaga mungkin melimpah, memanjat ke telaga jiran.

Kelompok bintang terbuka Pleiades, seperti yang difoto oleh satelit Kepler. Garis menegak putih adalah jalan berdarah dari bintang yang terlalu banyak.
NASA / Aarhus University / T. White

Jejak yang berdarah itu menjadikannya sukar untuk mengukur kecerahan bintang, kerana foton yang direkodkan tidak semua berada dalam satu tempat. Perkara-perkara yang rumit oleh fakta bahawa Kepler berada di angkasa, sehingga ia mempunyai jumlah waktu yang terbatas untuk data downlink melalui stesen darat. Untuk meminimumkan data yang perlu dihantar ke Bumi, kapal angkasa hanya menghantar maklumat dalam "setem pos" di sekitar setiap bintang ia memantau. Tidak semestinya jalur lebar untuk menghantar maklumat dari jejak berdarah penuh.

Halo Photometry

Dalam edisi November Pemberitahuan Bulanan Persatuan Astronomi Diraja, Timothy White (Aarhus University, Denmark; Universiti Georg-August Gottingen, Jerman dan Institut Penyelidikan Sistem Suria Max Planck, Jerman) dan rakan-rakan telah membuat jalan Batasan Kepler: kaedah inovatif yang dipanggil halo fotometri .

Daripada melihat piksel tepu yang mewakili bintang itu sendiri, kaedah ini mengukur kecerahan menggunakan cahaya bertaburan di sekitar piksel tengah ini. Dari "halo" ini, para astronom dapat mengukur dengan pasti bagaimana bintang-bintang terang berubah dari masa ke masa.

"Kaedah halo akan menjadi aset yang pasti untuk memerhatikan bintang yang terang, " kata Austin Gulliver (Brandon University, Kanada), yang tidak terlibat dalam kajian itu.

Bintang cemerlang yang kita lihat dalam kelompok Pleiades adalah bintang gergasi biru - mereka semua lebih cerah dan lebih besar daripada Matahari, dan mendekati akhir hidup mereka yang pendek. Dan pemerhatian Kepler mendedahkan bahawa mereka semua berdenyut, perlahan-lahan bervariasi dalam kecerahan dengan kurang dari 1%.

Kurva cahaya menunjukkan bagaimana "tujuh saudara perempuan" dari kluster bintang terbuka Pleiades bervariasi dalam kecerahan dari waktu ke waktu.
Putih, T. et al. Notis Bulanan Persatuan Astronomi Diraja , 2017 1 November

Maia pelik dan indah

Tetapi salah satu bintang ini tidak seperti yang lain.

Maia sudah dikenali sebagai bintang mercury-mangan : putaran perlahan dan atmosfera yang tenang membolehkan kepekatan unsur-unsur berat yang luar biasa untuk beredar berhampiran permukaannya. Pemerhatian Kepler mendedahkan bahawa Maia berbeza-beza dalam tempoh yang luar biasa, cerah dan pudar selama 10 hari. Digabungkan dengan spektroskopi dan interferometri berasaskan daratan, data Kepler juga menunjukkan bahawa kita mungkin melihat khatulistiwa Maia. Putih dan rakan-rakan memutuskan bahawa kebolehubahan mesti datang dari tempat yang banyak diperkaya dengan bahan kimia di permukaan bintang.

"Sekiranya tempat itu dipasang pada permukaan bintang, maka ia mungkin mempunyai hubungan dengan medan magnet yang hadir, " kata Gulliver, sambil menambahkan bahawa lebih banyak data diperlukan untuk mengetahui mengapa dan bagaimana tempat-tempat kimia ini akan wujud. "Maia perlu disiasat dengan lebih lanjut menggunakan teknik pengimejan Doppler selama beberapa tahun untuk mencirikan tempat yang lebih baik."

Menyaksikan perubahan permukaan kecil ini adalah penting untuk memahami bintang-bintang, terutamanya bahagian dalaman yang tidak dapat dicapai dari segi pemerhatian, tambah Gulliver. Plasma kemerosotan yang membawa kepada denyutan kecerahan yang dikesan oleh Kepler boleh memberitahu astronomi apa yang berlaku di dalam bintang. "Terdapat banyak yang kita masih belum faham mengenai fizik teras utama."