Кой „гъделичка” пулсиращите звезди

За възможностите да открием извънземни цивилизации, пулсиращите звезди и данните на телескопа „Кеплер“.

На 3 февруари 2015 година на сайта на изданието Physical Review Letters беше публикувана статия, описваща откриването на необичайни свойства на пулсиращите звезди.

Един от авторите на това изследване, проф. Джон Линднер от Хавайския университет, коментира резултатите от работата за международния проект Serious Science.

Какво се случва

Докато светимостта на звезди от рода на Слънцето е почти постоянна, светимостта на други звезди с времето се променя. Използвайки безпрецедентните възможности на телескопа за търсене на екзопланети „Кеплер“, който в продължение на четири години е наблюдавал 150 000 звезди, ние сме открили, че някои звезди избледняват и стават по-ярки по сложни закономерности с фракталните свойства.

Пулсациите на подобни звезди се характеризират с първична и вторична честота, чието съотношение е близко до прочутото златно сечение. Нелинейната система, управлявана от ирационални съотношения на честотите, обикновено се стреми към „странна“, явяваща се геометрично фрактална динамика, без демонстрация на ефекта на пеперудата, присъщ за хаоса.

Странните нехаотични атрактори били наблюдавани по време на експерименти в лаборатория и могат да бъдат използвани при описание на активността на мозъка и климата. Но синята звезда, намираща се на 16 000 светлинни години от Земята в съзвездие Лира, може да е първият странен нехаотичен атрактор, открит в природата, ако се съди по безмащабното определение на честотните компоненти.

Идентификацията на странната нехаотична динамика в звездите може да помогне да се подобри класификацията на подобни обекти, както и да се усъвършенства физическото моделиране на вътрешните им области.

Ние използвахме кривата на блясъка на звездата KIC 5520878 през основния период и разложихме получения времеви ред по хармонични функции на различните амплитуди и честоти. Количеството амплитуди зависеше от прага на чувствителност на измеренията.

Фактически броят на амплитудите, превишаващи този праг, намаляваше заедно с повишаването на чувствителността – ако прагът се повишаваше четири пъти, броят на амплитудите намаляваше осем пъти за широк диапазон от праговите стойности.

По сходен начин в известния пример с пространственото мащабиране на неравното, фрактално крайбрежие на Норвегия зависеше от дължината на измервателния уред.

Фактически получената дължина на крайбрежието намаляваше заедно с увеличаването на дължината на уреда точно по същия начин, както и нашите честотни амплитуди – ако дължината на пръта се увеличи четворно, то получаваната дължина на крайбрежието намаляваше осем пъти за широк диапазон от размера на пръта.

Фракталното самоподобие може да характеризира процеси както във времето, така и в пространството. Това може да се разясни с музикална аналогия – премахнали сме фоновия ритъм, за да открием едва различима мелодия.

Предистория

Джон Лернд и съавторите му по-рано смятали, че достатъчно развити цивилизации могат да „гъделичкат“ пулсиращите звезди с помощта на неутринни лъчи, като влияят на тяхното (обичайно строго периодично) разширение и свиване, разпространявайки по този начин информацията по галактиката и извън нейните предели.

Нашият екип провери тази хипотеза, използвайки безпрецедентните фотометрични данни, получени за звездата KIC 5520878. Макар и да открихме някои странности в променливия блясък на KIC 5520878, в крайна сметка заключихме, че по-скоро причините за тези странности имат естествен характер. И все пак ние подкрепяме изследването на архивните и бъдещите фотометрични времеви редици с цел търсене на доказателства за изкуствени модификации на пулсиращите звезди.

Уилям Дито по-късно е установил възможност за съществуването на странна нехаотична динамика в звездата KIC 5520878 въз основа на данни, получени от него през 1990 година в хода на първото откриване на подобна динамика в лаборатория в експеримент с магнитоеластична лента. Впоследствие ние приложихме този метод за диагностичен анализ на лентата при изследване на звезди.

Перспективите

Сега ние се опитваме да обобщим получените резултати на пулсиращи на няколко честоти звезди, които не влизат в базата данни на телескопа „Кеплер“. Можем ли да свържем съотношението на техните честоти със златното сечение, или с разпределението на други сложни за оценка ирационални честоти?

Някои естествени динамични структури се явяват следствие на универсалните честоти, присъщи дори на най-простите модели. Но други структури се проявяват изключително в определени физически условия. Засега ние още не знаем универсално или индивидуално е разпределението на честотите в пулсиращите звезди.