En tunn lucka har upptäckts på Hertzsprung-Russell Diagram (HRD), den mest grundläggande av alla kartor inom stjärnastronomin, ett fynd som ger ny information om de inre strukturerna hos stjärnor med låg massa i Vintergatans galax, enligt en studie ledd av astronomer vid Georgia State University.

Precis som en graf kan göras av människor med olika höjder och vikter, astronomer jämför stjärnor med deras ljusstyrka och temperaturer. HRD är ett "familjeporträtt" av stjärnorna i galaxen, där stjärnor som solen, Altair, Alfa centauri, Betelgeuse, nordstjärnan Polaris och Sirius kan jämföras. Det nyupptäckta gapet skär diagonalt över HRD och indikerar var en avgörande inre förändring sker i stjärnornas struktur. Klyftan skisserar var stjärnor övergår från att vara större och mestadels konvektiva med ett tunt strålningsskikt till att vara mindre och helt konvektiva.

Strålning och konvektion är två sätt att överföra energi från insidan av en stjärna till dess yta. Strålning överför energi genom rymden, och konvektion är överföringen av energi från en plats till en annan genom förflyttning av vätska.

Forskarna uppskattar att stjärnor ovanför gapet innehåller mer än ungefär en tredjedel av solens massa, och de nedanför har mindre massa. Eftersom olika typer av stjärnor har olika massa, denna funktion avslöjar var olika typer av interiörstrukturer finns på HRD. Gapet uppstår i mitten av regionen med "röda dvärg"-stjärnor, som är mycket mindre och kallare än solen, men komponerar tre av fyra stjärnor i solområdet. Resultaten publiceras i tidskriften The Astrophysical Journal Letters .

"Vi var ganska glada över att se det här resultatet, och det ger oss nya insikter om stjärnornas strukturer och utveckling, " sa Dr Wei-Chun Jao, första författare till studien och en stabsastronom vid Institutionen för fysik och astronomi vid Georgia State.

Under 2013, European Space Agency (ESA) lanserade rymdfarkosten Gaia för att göra en inventering av stjärnorna i Vintergatans galax och för att skapa en tredimensionell karta. I april 2018, ESA publicerade resultaten av detta uppdrag, avslöjar en oöverträffad karta över mer än en miljard stjärnor i galaxen, en 10a, 000-faldig ökning av antalet stjärnor med exakta avstånd. Forskargruppen ledd av Georgia State ritade nästan 250, 000 av de närmaste stjärnorna i Gaia-data om HRD för att avslöja gapet. Georgia State forskare har studerat avstånden till närliggande stjärnor i flera år, vilket gjorde det möjligt för dem att tolka resultaten och lägga märke till detta tunna gap.

Teamet arbetar nu för att peka ut varför gapet är närvarande. Med hjälp av resultat från en teoretisk datormodell som simulerar aktiviteten inuti stjärnorna, det verkar som om gapet orsakas av en lätt krympning i storlek om en stjärna är konvektiv hela vägen igenom.