Descrizione del progetto
Modelli a dimensioni più elevate potrebbero offrire indizi sull’età e l’evoluzione precisa delle stelle
Misurare con precisione l’età stellare è una delle maggiori sfide dell’astrofisica. Conoscere l’età precisa delle stelle ci aiuterebbe a capire come si evolvono chimicamente le galassie e come si formano le stelle e i pianeti al loro interno. Una corretta conoscenza dell’età potrebbe anche aiutare a comprendere l’origine della vita in altri sistemi planetari. Tuttavia, le attuali tecniche di datazione sono limitate dalla nostra incapacità di creare modelli dell’evoluzione stellare in più di una dimensione spaziale. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto 4D-STAR utilizzerà modelli a dimensioni più elevate per determinare come si evolvono gli sferoidi magnetici rotanti e come vengono trasportati i loro elementi chimici. I modelli a dimensioni più elevate saranno combinati con dati asterosismici di migliaia di stelle in tutte le fasi di vita, permettendoci di desumere maggiori informazioni sul loro interno profondo.
Obiettivo
Stars are the source of radiation, chemistry, and life in the Universe. Models of how stars live are key ingredients in planetary, astrophysical, and cosmological research. A star is a hot plasma rotating around an axis. Small stars like the Sun rotate slowly but bigger ones with more mass rotate faster, shaping them as flattened spheroids. Yet, current stellar models simplify the flattening or treat stars as spheres during their lives, using 1 spatial and 1 time dimension (1+1D). Rotation and magnetism induce transport processes in 3 spatial dimensions, which change over time, requiring a 3+1D treatment. Current age-dating of stars is done from 1+1D models, with uncertainties up to 1000%. Accurate ages of stars are the dominant missing ingredient to understand stellar and planetary evolution, the emergence of life, and the chemistry in our Universe. 4D-STAR will answer the fundamental question of how rotating spheroids evolve in time and build up their chemistry during their lives. We will develop a new 3+1D theory of stellar rotation for flattened spheroids evolving over millions to billions of years, from birth to death. Lifting stellar models to 3+1D can only be done now, using asteroseismic data of thousands of stars in all life phases. Such data reveal nonradial oscillations, or starquakes, allowing us to infer internal stellar rotation, magnetism, chemistry, and the ages of stars with 10% accuracy. 4D-STAR will provide open-source modules to compute the evolution of rotating magnetic stars in 3+1D, calibrated to asteroseismic observables of single stars and stars in binaries and clusters. 4D-STAR brings a paradigm shift based on mathematical modelling, astrophysics, and computational science. Its breadth, challenges, and goals require a transdisciplinary integration of four teams led by an asteroseismologist, a theoretician specialised in transport, a hydrodynamicist, and a stellar evolution software developer, each with proven track records.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy GrantsIstituzione ospitante
3000 Leuven
Belgio