Z NASZYCH BADAŃ: pierwsze wyniki naukowe misji BRITE

W najnowszym numerze czasopisma Astronomy & Astrophysics ukazały się pierwsze trzy prace naukowe prezentujące wyniki satelitarnej misji BRITE, w skład której wchodzą dwa pierwsze polskie satelity naukowe, Lem i Heweliusz. BRITE to kanadyjsko-austriacko-polski projekt, w ramach którego każdy z uczestniczących trzech krajów zbudował dwa satelity. Astrofizycy wrocławscy są jedną z najliczniejszych grup badawczych, które pracują z danymi BRITE.

Misja BRITE (BRIte Target Explorer) to seria sześciu nanosatelitów w kształcie sześcianów o boku zaledwie 20 cm i wadze około 7 kg, każdy wyposażony w teleskop o średnicy 3 cm, detektor CCD i niebieski lub czerwony filtr. Misja ta ma na celu zbadanie zmienności kilkuset najjaśniejszych gwiazd na niebie poprzez analizę uzyskanej w projekcie dokładnej fotometrii. Do tej pory przeprowadzono obserwacje około 300 gwiazd w 11 polach, każdym o średnicy około 24 stopni. Obserwacje danego pola trwają najczęściej 4-6 miesięcy, podczas których obserwuje się od kilkunastu do około 40 gwiazd w polu.

Wspomniane trzy prace prezentują wyniki dla czterech jasnych gwiazd na południowym niebie, w polu Centaura. Są to α Circini, β, η i μ Centauri. α Circini to szybko oscylująca gwiazda Ap (roAp), najjaśniejsza przedstawicielka tej bardzo ciekawej grupy gwiazd pulsujących typu A z polem magnetycznym, opisywanych modelem tzw. skośnego rotatora. Oprócz potwierdzenia istnienia dwóch modów pulsacyjnych, dane BRITE pokazały po raz pierwszy, że zmienność rotacyjna wygląda inaczej w paśmie niebieskim i czerwonym.

Druga z badanych gwiazd, β Centauri (Agena lub Hadar), to układ potrójny z dwoma masywnymi składnikami, które obiegają środek masy po wydłużonych orbitach z okresem równym około 357 dni. Analiza danych BRITE pozwoliła na odkrycie aż 17 modów pulsacji, w tym pulsacji w modach akustycznych i grawitacyjnych, co czyni z tej gwiazdy hybrydową gwiazdę typu β Cephei/SPB. Ponieważ β Cen ma bogate archiwum obserwacji, analiza połączonych danych spektroskopowych i interferometrycznych pozwoliła na wyznaczenie mas głównych składników równych 12.0 i 10.6 masy Słońca z dokładnością około 1%. Masy te zostały użyte do wstępnego modelowania pulsacji. Wobec możliwości analizy bogatej spektroskopii, β Cen może się stać w przyszłości kluczowym obiektem do badań pulsacji typu β Cephei i SPB w gwiazdach szybko rotujących. Z całą pewnością dzięki obserwacjom BRITE próbka masywnych gwiazd pulsujących, dla których można będzie przeprowadzić modelowanie sejsmiczne, zwiększy się kilkukrotnie. To otwiera pole do szerokiego stosowania asterosejsmologii, mogącej przynieść przełom w badaniu struktury wnętrz gwiazd masywnych.

Trzecia praca dotyczy dwóch jasnych gwiazd Be, η and μ Centauri. Gwiazdy Be to bardzo szybko rotujące gwiazdy z okołogwiazdowymi dyskami, dla których mechanizm zasilania w materię dysku jest wielką zagadką. Analiza danych BRITE dla η Centauri przynosi być może przełom, gdyż pokazuje, iż ważną rolę w tym procesie może odgrywać interakcja modów g o zbliżonych częstotliwościach. Do tego, aby zweryfikować tę hipotezę, potrzebna będzie analiza fotometrii innych gwiazd Be, a tych w obserwacjach BRITE nie brakuje.

Odnośniki do wspomnianych trzech prac to:

Weiss, Fröhlich, Pigulski i in., A&A 588, A54: The roAp star α Circinus as seen by BRITE-Constellation

Pigulski, Cugier, Popowicz i in., A&A 588, A55: Massive pulsating stars observed by BRITE-Constellation. I. The triple system β Centauri (Agena)

Baade, Rivinius, Pigulski i in., A&A 588, A56: Short-term variability and mass loss in Be stars. I. BRITE satellite photometry of η and μ Centauri