Helio- i asterosejsmologia to nauki zajmujące się pulsacjami Słońca oraz innych gwiazd. Oscylacje te są badane w celu znalezienia mechanizmów odpowiedzialnych za ich ekstytację w gwiazdach różnego typu, ale – co najważniejsze – studiowane są one po to, by dowiedzieć się więcej o wnętrzach gwiazd. Fale, które wywołują obserwowane przez nas pulsacje, penetrują całe wnętrze gwiazdy, co widać na Rysunku (1). Dlatego właśnie za ich pomocą jesteśmy w stanie odtworzyć warunki panujące w centrum gwiazdy.

Artykuł przygotowała Anna Ogorzałek.

Już od wieków astronomowie obserwowali gwiazdy o jasnościach zmieniających się okresowo. Jednakże dopiero niedawno ustalono, że zmiany te wywołane są wewnętrznymi mechanizmami gwiazdy. Pierwszymi badanymi gwiazdami były cefeidy. Kurczą się one i powiększają, co prowadzi do spadku i wzrostu obserwowanej jasności. W pewnym momencie zdano sobie sprawę, że zmiany tego typu muszą zachodzić w dynamicznej skali czasowej gwiazdy, która jest proporcjonalna do jej gęstości. W ten prosty sposób (z obserwacji okresu) jesteśmy w stanie otrzymać ważne informacje dotyczące gwiazdy.

Naukowcy dosyć szybko doszli do wniosku, że inne gwiazdy pulsują w dużo bardziej skomplikowany sposób niż cefeidy. W większości przypadków mamy do czynienia z dużo więcej niż tylko jednym wzbudzonym modzie (jak w cefeidach), więc obserwujemy wiele częstotliwości oscylacji. Im więcej ich obserwujemy, tym więcej informacji jesteśmy z nich w stanie wydobyć. Obecnie obserwujemy ponad milion częstotliwości z jakimi pulsuje Słońce. Niestety, wciąż nie jesteśmy w stanie zgromadzić odpowiedniej ilości danych z bardziej odległych gwiazd, choć wiele już udało się zaobserwować, co widać na Rysunku (2).

Rysunek (2). Diagram Hertzprunga-Russella pokazuje grupy gwiazd o podobnych właściwiościach. Lewy zawiera tak zwane klasyczne gwiazdy pulsujące, które astronomowie obserwowali od wieków. Prawy diagram ukazuje obecnie obserwowane grupy gwiazd pulsujących.

Bardzo wiele pytań w asterosejsmologii wciąż pozostaje bez odpowiedzi, ale nauka ta przyniosła mnóstwo ważnych odkryć. Dla każdej gwiazdy, u której widzimy pulsacje, jesteśmy w stanie wyznaczyć jej wiek, masę i status ewolucyjny. Pozwala to ulepszać ogólne teorie dotyczące ewolucji gwiazd. Najwięcej dowiedzieliśmy się o Słońcu. Wyznaczone zostały funkcje opisujące jego temperaturę, ciśnienie i gęstość w jego wnętrzu. Poza tym wyznaczono profil prędkości Słońca (różne części obracają się z różną prędkością). Daje to podwaliny pod teorie wyjaśniającą istnienie pola magnetycznego Słońca oraz wyjaśnia zagadkę plam słonecznych, które podróżują z inną prędkością niż jego powierzchnia.

Asterosejsmologia jest piękną nauką, równocześnie będąc bardzo ważną. Jest ona naszą jedyną metodą spoglądania do wnętrza gwiazd, co jest kluczowe w budowaniu jakichkolwiek astrofizycznych teorii.