Första asteroseismologiska studien av södra Bikupan.

 

Messier 44 (Bikupan, Praesepe, M44) även känd som NGC 2632 är en öppen stjärnhop i stjärnbilden Kräftan. Stjärnhopen  befinner sig 610 ljusår från jorden.

Den södra bikupan (södra delen av stjärnhopen)  upptäcktes för nästan tre århundraden sedan. Det är en ljusstark och ung stjärnhop på den södra delen  i stjärnbilden Kölen. cirka 1 300 ljusår bort med en nästan liknande metallicitet i stjärnorna som den i vår sol medan dess sammanlagda massa uppskattas till minst 100000  mer massa än vår sols.

Många observationer av den södra bikupan har genomförts. Men ingen asteroseismisk studie av detta kluster hade genomförts förrän nu. Det gjordes av  en grupp astronomer under ledning av Gang Li vid Catholic University Leuven (KU Leuven) i Belgien som använt NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), ESA:s Gaia-satellit och den fibermatade Extended Range Optical Spectrograph (FEROS) vid ESO:s La Silla-observatorium i Chile för att utföra fotometriska och spektroskopiska observationer av stjärnhopen.

Vi valde ut de 301 av stjärnorna i hopen  i vårt urval. Vi analyserade ljuskurvorna i fullformatsbilder efter nästan kontinuerliga observationer under det första och tredje året av TESS-övervakning. Vi samlade in högupplösta spektra med hjälp av FEROS(fiber-fed Extended Range Optical Spectrograph ) för g-mode-pulsatorerna, i syfte att bedöma Gaias effektiva temperaturer och gravitation och för att förbereda för framtida seismisk modellering, beskrev forskarna det. 

Observationerna som utfördes av Lis team avslöjade en mängd olika typer av variabla stjärnor i den södra bikupan. De identifierade 24 g-mode-pulsatorer (Gamma Doradus eller Slowly Pulsating B [SPB]-stjärnor), 35 Delta Scuti-pulsatorer, 147 stjärnor med ytmodulationer, fem förmörkelsedubbelstjärnor och tre stjärnor i huvudserien.

När det gäller Delta Scuti-stjärnorna fann astronomerna att deras amplitudspektra är välordnad när de sorteras efter temperatur. Det visade sig att i svalare stjärnor observerades en serie frekvenser på ungefär 21,07/dag, medan de varmare p-mode-pulsatorerna uppvisar ytterligare en serie frekvenstoppar cirka var 33:e/dag. 

Dessutom fann man i studien att Gamma Doradus-stjärnorna i hopen har en intern rotationshastighet som är så hög som 50 procent av deras kritiska värde medan SPB-stjärnorna (slowly pulsating B-type star  en pulserande variabel som är snarlik Beta Cephei-variablerna) uppvisar rotationshastigheter nära sin kritiska hastighet. Forskarna noterade att detta är betydligt snabbare än medelvärdet för de som observerats för enstaka pulsarer.  

De insamlade uppgifterna gjorde det också möjligt för teamet att härleda åldern och slutvärdet till 550 nm – åldern beräknades till 102 miljoner år respektive 0,53 mag.

Resultatet av studien, som publicerades den 28 november på pre-print-servern arXiv, avslöjar viktig information om egenskaperna och stjärninnehållet i denna stjärnhop.

Bild vikipedia Asteroseismologi. Olika oscillationslägen har olika känslighet för en stjärnas struktur. Genom att observera flera våglängder kan man därför delvis sluta sig till en stjärnas inre struktur.