Kolláth Zoltán

A csillagbelső hangjai - a modern szférák zenéje

A csillagok óriási gázgömbjeiben, amint a levegőben is, hanghullámok terjedhetnek. A csillagok egy csoportjára létezik egy olyan gerjesztő mechanizmus is, amitől ezek a rezgések állandósultak és elegendően nagyok lehetnek, így a csillagok fényének változásaként megfigyelhetőek. A változócsillagok megfigyelésével a csillagbelső hangjait "halljuk". Hasonlóan a szeizmológiához, amikor a földrengéshullámok - bolygónk belső hangjai - alapján feltérképezhetjük planétánk belső rétegződését, a csillagok hangjai segítségével ismerjük meg azok belső szerkezetét és működését. A számunkra legfontosabb csillag, a Nap belső működését is oszcillációi segítségével térképezhetjük fel. A változócsillagok a csillagok fejlődésének és szerkezetének megismerésén túl nagyban hozzájárultak a kozmikus távolságskála felépítéséhez. A csillagrezgések asztrofizikai jelentőségén túl külön érdekesség kapcsolatuk az akusztikus hangszerek fizikájával. A változócsillagok akár a kortárs szférák zenéjének a zenekarát is alkothatják.

I. A szférák zenéje
Az ókorban a tudomány és a művészetek még nem határolódtak el élesen. A több évszázados szétválás azután hatékonyan segítette elő mindkét gondolkodásforma fejlődését. Napjainkban érdekes megfigyelni a tudomány, a filozófia, a művészetek és a vallás újbóli egymásra hatását. Mik a kapcsolódási pontok a zene és a csillagászat területén ma?

II. Mik a csillagok?
Bár a csillagos ég ismerete egyidős az emberiséggel, eme égitestek valódi mibenlétét alig száz éve kezdtük megérteni. A földi laboratóriumok számára elérhetetlen, extrém fizikai körülmények tanulmányozása a csillagok belsejében (és általában az Univerzumban) nagymértékben hozzájárult a fizika 20. századi látványos fejlődéséhez. A múlt század első felében kidolgozott új gondolkodásmódot fémjelző diszciplínák (kvantumelmélet, relativitáselmélet, elemi részek fizikája stb.) teszik lehetővé a csillagok belsejének leírását.

III. Hangok a csillagokban
"Kihallgathajuk-e" a csillagokat? A szeizmológia vagy az ultrahang alkalmazása az orvosi diagnosztikában meggyőzően demonstrálja azt az elvet, hogy a vizsgálandó anyag belsejét feltérképezhetjük, ha a benne haladó hullámokat felfogjuk, és tulajdonságaikból visszakövetkeztetünk arra a közegre, melyben haladnak. Vajon van-e reményünk ilyen fajta vizsgálatra a távoli csillagok esetében?

IV. A változócsillagok, ahogyan látjuk őket
Változócsillagnak azon csillagokat hívjuk, melyek valamilyen jellemzőjüket (hőmérséklet, méret, mágneses tér stb.) emberi időskálán változtatják. Bizonyos szempontból egyetlen csillag sem tekinthető változatlannak: hosszabb idő alatt (csillagászati időskálán) a fejlődés miatt mindegyik változtatja fizikai paramétereit. A detektorok és megfigyelési módszerek tökéletesítésével mind parányibb változásokat tudunk kimutatni.

V. A pulzáló változócsillagok működése - a csillaghangok sajátságai
A pulzáló változócsillagok egészen különös instrumentumok: bennük háromdimenziós, térbeli hullámok haladnak. Ezek segítségével a csillag különböző rétegeiről kaphatunk információt. Ráadásul ezek a "hangszerek" önmaguktól szólalnak meg.

VI. Különleges hangok - a káosz megjelenése
A nemlineáris jelenségek egész tárházát találjuk a csillagokban. A teljesen szabályos fényváltozástól a szabálytalanon keresztül kaotikus pulzáció is előfordul a megfigyelt csillagokban. Ezek elemzése sokszor speciális módszerek bevetését és kifejlesztését igényli.

VII. Különleges hangok - felhangok kakofóniája
A csillagok nemcsak gömbszimmetrikus rezgést végezhetnek, hanem jóval bonyolultabbakat is, ahol a csillag felszínének egyes területei eltérő fázisban mozognak. Ilyen rezgésekből akár több is jelen lehet egyszerre egy csillagban.

VIII. A Nap hangjai
A legközelebbi és legjobban tanulmányozott csillag a Nap. Belsejéről azonban így is csak az asztroszeizmológia segítségével juthatunk közvetett információhoz, néhány elemi rész detektálásán kívül. Az ily módon szerzett ismeretek azonban kellően pontosak, hogy a csillagbelsőt leíró elméleteinket tesztelhessük, pontosíthassuk. Ehhez nagyon sok pulzációs módus megfigyelése szükséges. Ezek detektálása és főként azonosításuk más csillagok esetében rendkívül nehéz.

IX. Kiegészítő színek a csillagok zenekarában
Ha egyes csillagpulzációval kapcsolatos jelenségeket nem értünk is még egészen pontosan, hallhatóvá téve őket felhasználhatjuk a "csillagzenekarban", esetleg a megfejtésükhöz is közelebb kerülhetünk. A hangszerek fejlődése természetes szelekcióját biztosította a "jól hangzó" eszközöknek. A pulzáció azonban nem válogat: egészen különös, szokatlan hangszínek is előállhatnak a természetben előforduló mechanizmusok révén.

X. A változócsillagok haszna
A változócsillagok egyes fajtái nemcsak fontos távolságindikátorok, de a csillagfejlődésről, alapvető fizikai mennyiségekről vagy éppen azok állandóságáról is szolgáltatnak információt. Ezek az objektumok egyes fizikai folyamatok, például a tiszta energiatermelés lehetőségét magában hordozó termonukleáris fúzió tanulmányozására is természetes laboratóriumot szolgáltatnak. Csak okosan kell kérdeznünk, és figyelmesen "hallgatóznunk".

XI. A csillagok zenéje
Lehetséges-e a csillaghangokból zenei kompozíciót létrehozni? Ahogy az elektromágneses spektrum teljes feltérképezése a rádióhullámoktól a látható tartományon keresztül a gammasugárzásig különböző arcait mutatta meg az Univerzumnak, úgy véleményünk szerint a hangok hallható tartományán túli jelenségek megismerése is gazdagíthatja nemcsak tudományos, de esztétikai ismereteinket is.

Tovább