Los astrónomos del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái (IfA) identificaron una colección sin precedentes de estrellas rojas gigantes pulsantes. Usando observaciones del Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, los investigadores detectaron las estrellas, cuyos ritmos surgen de ondas sonoras internas y proporcionan los acordes iniciales de una exploración sinfónica de nuestro vecindario galáctico.

Desde su lanzamiento en 2018, TESS ha buscado principalmente exoplanetas, mundos más allá de nuestro sistema solar. Pero sus medidas sensibles del brillo estelar cambiante hacen que el telescopio sea ideal para observar oscilaciones estelares o material dentro de la estructura interna de las estrellas. Es un área de investigación llamada astrosismología.

"Nuestro resultado inicial, utilizando solo un mes de mediciones estelares de los primeros dos años de TESS, muestra que podemos determinar las masas y tamaños de estos gigantes oscilantes con alta precisión que solo mejorará a medida que avanza TESS, "dijo Marc Hon, becario del Hubble de la NASA en IfA. "Lo que es realmente incomparable es que la amplia cobertura de TESS nos permite realizar estas mediciones de manera uniforme en casi todo el cielo".

Esta gran cantidad de gigantes rojas oscilantes se utilizará para estudios detallados sin precedentes utilizando los telescopios terrestres en Maunakea.

"Ya hemos comenzado las observaciones de seguimiento de algunos de los bichos raros más intrigantes que hemos descubierto en nuestro gran conjunto de datos TESS, que nos dirá más sobre su origen, "dijo Hon." Acabamos de arañar la superficie del tesoro escondido de datos habilitados por TESS ".

Hon presentó la investigación el miércoles durante la Conferencia de Ciencias TESS, un evento realizado virtualmente, Del 2 al 6 de agosto y con el apoyo del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, donde los científicos discuten los últimos resultados de la misión. Es el autor principal del estudio que está aceptado para su publicación en el Diario astrofísico , con coautores, incluidos los colegas de IfA Jamie Tayar y Daniel Huber.

Ampliación de oportunidades

Las oscilaciones en el sol se observaron por primera vez en la década de 1960. Pero las oscilaciones de tipo solar en miles de estrellas no se detectaron hasta la Convección liderada por Francia, Telescopio espacial de rotación y tránsitos planetarios, que operó de 2006 a 2013. Las misiones Kepler y K2 de la NASA, que encuestaron de 2009 a 2018, encontró decenas de miles de gigantes oscilantes. TESS está ampliando el acceso a estas oscilaciones a través de sus observaciones en el espacio.

"Con una muestra tan grande, gigantes que pueden ocurrir solo el uno por ciento de las veces se vuelven bastante numerosos, "dijo Tayar, un becario postdoctoral del Hubble en IfA. "Ahora podemos empezar a pensar en encontrar estrellas aún más raras".

TESS monitorea grandes franjas del cielo durante aproximadamente un mes a la vez utilizando sus cuatro cámaras, cubriendo aproximadamente el 75% del cielo durante su misión principal de dos años. Cada cámara captura una imagen completa de 24 por 24 grados (48 veces el tamaño de la Luna en nuestro cielo) de ancho, cada 30 minutos. Desde finales del verano de 2020, las cámaras han estado recopilando estas imágenes a un ritmo aún más rápido.

Las imágenes se utilizan para generar curvas de luz (gráficos de brillo cambiante) para casi 24 millones de estrellas, cada uno de ellos durante 27 días, el tiempo que TESS mira fijamente una parte del cielo. Para examinar esta inmensa acumulación de medidas, Hon y sus colegas le enseñaron a una computadora cómo reconocer gigantes pulsantes. El equipo utilizó el aprendizaje automático una forma de inteligencia artificial que entrena a las computadoras para que tomen decisiones basadas en patrones generales sin programarlos explícitamente.

Para entrenar el sistema, el equipo utilizó curvas de luz de Kepler durante más de 150, 000 estrellas, de los cuales unos 20, 000 eran gigantes rojas oscilantes. Cuando la red neuronal terminó de procesar todos los datos de TESS, había identificado 158, 505 gigantes palpitantes.

El equipo determinó los colores y las distancias para cada gigante utilizando datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea. y trazó las masas de estas estrellas a través del cielo. Una predicción fundamental en la astronomía galáctica es que los más jóvenes, las estrellas de mayor masa deberían estar más cerca del plano de la galaxia, marcado por la alta densidad de estrellas que crean el resplandor de la Vía Láctea en el cielo nocturno.

"Nuestro mapa demuestra por primera vez que este es el caso en casi todo el cielo, "dijo Huber." Con la ayuda de Gaia, TESS ahora nos ha dado entradas para un concierto de la gigante roja en el cielo ".