Представлена новая методика измерения звездных скоростей
Звездные скорости несут жизненно важную информацию как о звездах, так и о нашей галактике. Ученые представили новую методику измерения этих скоростей, которая обещает обойти некоторые недостатки стандартного доплеровского метода и должна оказаться особенно полезной для изучения породы звезд, известных как белые карлики. Более того, новая техника, включающая, в том числе, оборудование для спектрометрии, может помочь в поисках планет, вращающихся вокруг других солнц и содержащих жизнь.
Определение общей скорости звезды в пространстве традиционно требует измерения трех величин:
1. Правильное движение, то есть то, насколько звезда движется поперек нашей прямой видимости, а не вдоль нашей прямой видимости. Правильное движение выражается в долях градуса в год.
2. Расстояние, которое позволяет астрономам преобразовывать собственное движение в тангенциальную скорость, то есть скорость, с которой звезда пересекает линию нашего зрения в километрах в секунду.
3. Доплеровский сдвиг, который дает радиальную скорость, то есть насколько быстро звезда движется к нам или от нас.
Если звезда движется к нам, ее световые волны сжимаются до более коротких или голубых длин волн, создавая синее смещение. Если звезда удаляется, ее световые волны растягиваются до более длинных, более красных длин волн, создавая красное смещение. Чем быстрее звезда, тем больше это смещение, поэтому наблюдатели могут измерить скорость прямой видимости по доплеровскому сдвигу.
Новая методика обладает иммунитетом к некоторым проблемам, связанным с доплеровскими сдвигами. Например, внешние слои большинства звезд конвективны: горячий газ поднимается, излучает свое тепло, охлаждается, а затем снова опускается. Горячий поднимающийся газ движется к нам, и поэтому исходящий от него свет имеет синее смещение, в то время как холодный опускающийся газ удаляется, и его свет имеет красное смещение. Это сильно затрудняет измерения радиальной скорости звезды с использованием доплеровского сдвига. В отличие от этого, измерение радиальной скорости от правильного движения по новой методике теперь не вызывает этой трудности.
Возможность измерения не доплеровских лучевых скоростей особенно полезна для астрономов, изучающих белые карлики, на долю которых приходится 6% всех звезд. Белые карлики плотны и компактны, их поверхностная гравитация примерно в 100 тысяч раз превышает земную. Огромная гравитация приводит к тому, что фотоны, покидающие звезду, теряют энергию и получают сильное красное смещение. Следовательно, доплеровские поиски этих, возможно, обитаемых миров ограничены отсутствием понимания звездной изменчивости.
