Saskia Hekker

Saskia Hekker, astrònoma holandesa, ha estudiat l’estructura interna de les estrelles gegantes vermelles. Ha estat Premi Merac 2015 de la Societat Astronòmica Europea.

Biografia
Saskia Hekker (24 d’abril de 1978, Heeze, North Brabant, a prop d’Eindhoven, Països Baixos) va estudiar els sis anys de secundària al col·legi dels Agustins a Eindhoven. El 1996 va començar a estudiar física aplicada a la universitat tecnològica de Delft, on va participar activament a la vida universitària: va format part de l’associació d’estudiants de física aplicada i va ser presidenta del comitè organitzador de la setmana de recepció de nou estudiants, amb 2000 participants. El 2003 va obtenir el grau de màster. La seva tesi de màster va obtenir el premi al treball científic més interessant de la celebració del centenari de la facultat de Física Aplicada. Entre setembre 2003 i setembre de 2007 va fer la tesi doctoral a la universitat de Leiden sobre les estrelles gegantes vermelles, realitzant estades d’observació al observatori Lick de la universitat de Califòrnia i a l’observatori de La Palma, Canarias. Va fer estades postdoctorals al Real Observatori de Bèlgica, a la universitat de Birmingham, Regne Unit (2009-2011) i a l’Institut Astronòmic Anton Pannekoek de la universitat d’Amsterdam, Holanda (2011-2013). Des de 2014 treballa a l’Institut Max Planck per la Investigació del Sistema Solar de Göttingen, Alemanya.

L’any 2015 ha guanyat el premi MERAC (Mobilising European Research in Astrophysics and Cosmology) dins la categoria d’astrofísica observacional. A l’anunci de la concessió del premi es destaca la excepcional trajectòria professional i la mobilitat de Saskia, ressaltant que havia estat mare poc abans.
(1) (2) (3) (4)

Imatge: Societat Astronòmica Europea (4)

Imatge: Societat Astronòmica Europea (4)

Carrera científica
La velocitat radial d’una estrella és la component de la velocitat amb la que s’acosta o s’allunya de nosaltres i el seu estudi permet conèixer característiques de l’estrella o la presència en el seu entorn de planetes o altres estrelles. A la seva tesi doctoral, Saskia Hekker, va estudiar les variacions en la velocitat radial de les estrelles gegantes vermelles i va analitzar les possibles causes d’aquestes variacions, com oscil·lacions, taques estel·lars o companys subestel·lars. Va investigar 4 subgegantes vermelles, de tipus solar i va trobar oscil·lacions no radials. Això va permetre millorar els models teòrics, que fins ara proposaven que no podien haver oscil·lacions no radials ja que havien de quedar esmorteïdes per el dens nucli de l’estrella. Va determinar acuradament la temperatura efectiva, gravetat superficial i contingut en ferro de 380 estrelles gegants (tipus G i K). Amb el llançament del satèl·lit COROT (6) de l’ESA el desembre de 2006 i el Kepler (7) de la NASA, el març de 2009, es van confirmar les oscil·lacions anunciades per Saskia Hekker a la seva tesi doctoral.

Ha treballat en el descobriment, identificació i anàlisis de modes d’oscil·lació de gegantes vermelles, que han permès provar l’existència d’un nucli d’heli inert envoltat d’una capa d’hidrogen on es produeixen reaccions de fusió. En un altre treball va descobrir la primera geganta vermella en un sistema binari eclipsant. El 2013 va obtenir una subvenció del Consell de Recerca Europeu (ERC Starting Grant) d’ 1,5 milions d’euros per un projecte de 5 anys per formar un grup de recerca per determinar l’edat de les estrelles amb precisió. Des de 2014 treballa a l’Institut Max Planck per la investigació del sistema solar de Göttingen, Alemanya i és la lider del grup de recerca d’ «Edats estel·lars i evolució galàctica».
(4) (5) (6) (7)

Geganta vermella oscil·lant en sistema binari eclipsant
Les estrelles oscil·lants en sistemes binaris són uns dels laboratoris estel·lars més interessants, ja que permeten obtenir característiques de les estrelles i de les seves estructures internes. En un article publicat el 2010, Saskia Hekker i col·laboradors presenten la primera geganta vermella amb oscil·lacions de tipus solar en un sistema binari eclipsant, observada amb el satèl·lit Kepler de la NASA. A partir de l’anàlisi espectroscòpica i de l’estudi de les oscil·lacions, van determinar les característiques de l’estrella principal. Encara que van observar només un eclipse, van poder determinar també les característiques de l’estrella secundària, que és del tipus F de la seqüència principal i te un període orbital d’almenys 75 dies.
(8)

Rotació del nucli de gegantes vermelles
En el procés d’evolució estel·lar, quan el nucli ha exhaurit l’hidrogen i queda només heli, es contrau. La part que envolta el nucli s’expansiona i refreda donant lloc a la fase de geganta vermella. Les lleis de la física (conservació del moment angular) fan que el nucli giri sobre si mateix més ràpid que la part que l’envolta. Aquest increment de la velocitat de gir no és observable directament, però es pot inferir de l’estudi dels modes d’oscil·lació, que són afectats per la diferència de velocitat de gir entre el nucli i les capes que l’envolten. Saskia Hekker i col·laboradors, comparant aquest estudi amb els models teòrics, conclouen que hi ha un increment de la velocitat de rotació des de la superfície fins el nucli i que el nucli ha de girar almenys 10 vegades més ràpid que la superfície a les estrelles gegantes vermelles.
(9)

Resultats de COROT i Kepler
En un article de 2013, Saskia Hekker resumeix els resultats obtinguts per els satèl·lits COROT i Kepler, referits a les estrelles amb oscil·lacions de tipus solar. Aquests satèl·lits han proporcionat sèries fotomètriques d’una precisió sense precedents per un gran nombre d’estrelles. Per tècniques d’astrosismologia**, s’han obtingut, entre d’altres resultats,
– la localització de la base de la zona de convecció (regió de l’estrella on es produeixen moviments de massa per convecció, tal com passa en un fluid que s’escalfa) i
– la localització de la segona ionització de l’heli en estrelles de la seqüència principal. La segona ionització de l’heli requereix major energia que la primera i, per tant, major temperatura. En estrelles molt calentes es pot produir en capes no molt internes i en estrelles més fredes s’haurà de produir en el nucli o a prop d’ell.
– S’ha estudiat també la presència o no del nucli d’heli en gegantes vermelles, així com
– l’augment gradual de la velocitat de rotació de les capes de l’estrella, des de les més superficials fins al nucli.
(10)

** Astrosismologia
És l’estudi de l’estructura interna de les estrelles mitjançant la interpretació de les seves oscil·lacions. Les oscil·lacions estel·lars es caracteritzen per la freqüència, amplitud, mode de vibració i coherència (si les vibracions es van repetint sempre de la mateixa manera o no). Quan les ones travessen les diferents capes de l’estrella, es modifiquen en funció de la composició de les capes i generen pertorbacions a la superfície. L’observació d’aquestes pertorbacions proporciona informació sobre la composició interna de l’estrella.
(10)
aldebaran_betelgeuse
Gegantes vermelles molt conegudes
Per situar al lector, es pot citar dues gegantes vermelles molt conegudes, de les estrelles més brillants que es poden veure al cel:
– Betelgeuse, estrella alfa de la constel·lació d’Orió, temperatura de 3500 K a la superfície, massa 20 vegades la del Sol, radi 900 vegades el radi del Sol. Ha esgotat l’hidrogen del nucli i està començant a fusionar heli. En els propers 100.000 anys podria explotar com supernova.
– Aldebaran, estrella alfa de la constel·lació de Taure, temperatura d’uns 4000 K a la superfície, massa 1,7 vegades la del Sol, radi 44 vegades el radi del Sol. Al seu nucli podria estar començant la fusió de l’heli donant lloc a carboni i oxigen. Te una companya, Aldebaran B, de massa un 15% de la solar, amb la que forma un sistema binari.

Emissió de Ràdio Banyoles, dins del programa d’Astrobanyoles
“Sopa d’estrelles” del 4 de maig de 2016.

Fonts d’informació utilitzades
(1) Curriculum de Saskia Hekker. AcademiaNet.
http://www.academia-net.org/profil/dr-saskia-hekker/1211415
(2) Curriculum en Linkedin.   https://www.linkedin.com/in/saskia-hekker-6a985a29
(3) Max Planck Institute for Solar System Research
http://www.mps.mpg.de/mitarbeiter/27259/74052/
(4) MERAC Prizes 2015. European Astronomical Society.  http://eas.unige.ch/merac_prizes.jsp
(5) Saskia Hekker. Tesi doctoral. Univ. Leiden.
https://fys.kuleuven.be/ster/pub/2000-2009/text-hekker.pdf
(6) COROT. ESA. http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/COROT
(7) KEPLER. NASA,  http://kepler.nasa.gov/
(8) S. Hekker i altres «Discovery of a red giant with solar-like oscillations in an eclipsing binary system from Kepler space-based photometry».  2010. Accepted for publication in ApJ.             Cornell University Library.  arXiv:1001.0399 [astro-ph.SR]
http://arxiv.org/abs/1001.0399
(9) S.Hekker i altres «Fast core rotation in red-giant stars as revealed by gravity-dominated mixed mode» Nature 2012, 481, 55-57.    Cornell University Library.   arXiv:1112.2825 [astro-ph.SR]
https://arxiv.org/abs/1112.2825
(10) S. Hekker, «CoRoT and Kepler results: solar-like oscillators»,  Advances in Space Research 2013, 52, p. 1581-1592. Cornell University Library.   arXiv:1308.4703 [astro-ph.SR]
http://arxiv.org/abs/1308.4703

Aquesta entrada ha esta publicada en cosmologia, Dones astrònomes, Dones científiques. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Els comentaris estan tancats.