A professzionális és amatőr csillagászok több mint 400 éve különös figyelmet fordítanak a Mira csillagok megfigyelésére, egy olyan változó vörös óriásosztályra, amely 80-1000 napig tartó pulzációról híres, és látszólagos fényerejének tízszeresére változhat. vagy több ciklus alatt.
A csillagászok egy nemzetközi csapata, amelyet Guy Perrin a Párizsi Obszervatóriumból / LESIA (Meudon, Franciaország) és Stephen Ridgway vezet az Országos Optikai Asztronómiai Megfigyelő Intézetből (Tucson, Arizona, USA) interferometrikus technikákat alkalmazott öt Mira csillag közvetlen környezetének megfigyelésére, és meglepődve tapasztalta meg, hogy a csillagokat körülbelül egy átlátszó vízgőz, esetleg szén-monoxid és más molekulák veszik körül. Ez a héj megtévesztően nagy látható méretű a csillagok számára. A több távcső kombinált fényének segítségével ezen a rétegen áthatolva a csapat úgy találta, hogy a Mira csillagok valószínűleg csak felére nagyobbak, mint azt korábban hitték.
"Ez a felfedezés megszünteti a Mira csillagok méretének megfigyelése, valamint azok összetételét és pulzációját leíró modellek közötti ellentmondástalanságokat, amelyek ma már látható, hogy általában megegyeznek egymással," Ridgway magyarázza. "A felülvizsgált kép szerint a Mira csillagok nagyon fényes, ám viszonylag normális csillagok az aszimptotikus óriáságból, de rezonáns pulzációval vannak ellátva, amely nagy variációt vezet."
A mira csillagok különösen érdekesek, mivel méretük hasonló a Naphoz, és egy későbbi szakaszban haladnak ugyanazon evolúciós útvonalon, amelyet az összes egy napenergia tömegű csillag, beleértve a Napot is, megtapasztalja. Ezért ezek a csillagok napjaink öt milliárd évvel később bemutatják Napunk sorsát. Ha egy ilyen csillag, beleértve a környező héjat, a Nap helyzetében helyezkedne el a Naprendszerünkben, akkor gőzölgő héja túllépné a Mars pályáját.
Noha valóban nagyon nagy átmérőjűek (néhány száz napsugárig), a vörös óriáscsillagok pontosan hasonlítanak az emberi szemnek a Földön, és még a legnagyobb távcsövek sem képesek megkülönböztetni a felületüket. Ezt a kihívást úgy lehet leküzdeni, ha a különféle távcsövekből származó jeleket csillagászati interferometria elnevezésű módszerrel kombináljuk, amely lehetővé teszi nagyon apró részletek tanulmányozását a Mira csillagok közvetlen közelében. Végül rekonstruálhatók a megfigyelt csillagok képei.
A Mira csillagokat az első ilyen ismert tárgy, Mira (vagy Omicron Ceti) alapján nevezték el. Jelentős változékonyságuk egyik lehetséges magyarázata az, hogy minden ciklus során nagy mennyiségű anyag keletkezik, beleértve a port és a molekulákat. Ez az anyag blokkolja a kimenő csillag-sugárzást, amíg az anyag a tágulással meg nem hígul. A Mira csillagok közeli környezete tehát nagyon bonyolult, és a központi objektum jellemzőit nehéz megfigyelni.
E csillagok közeli környezetének tanulmányozása érdekében a Perrin és Ridgway vezette csapat megfigyeléseket végzett az arizonai Smithsonian Astrophysical Obszervatórium Infravörös-Optikai Teleszkóp Array-jében (IOTA). Az IOTA egy Michelson csillaginterferométer, amelynek két karja L alakú tömböt alkot. Három kollektorral működik, amelyek mindkét karon különböző állomásokon helyezhetők el. Ebben a tanulmányban különféle hullámhosszon hajtották végre megfigyeléseket különböző távcsövek távolsága alapján, 10 és 38 méter között.
Ezekből a megfigyelésekből a csoport képes volt rekonstruálni a csillagok világosságának változásait az egyes csillagok felületén. A részletek körülbelül 10 milliárd másodpercig érzékelhetők. Összehasonlításképpen, a Hold távolságánál ez megfelelne a 20 méter méretű objektumok látásának.
A megfigyeléseket közeli infravörös hullámhosszon végeztük, amelyek különösen fontosak a vízgőz és a szén-monoxid vizsgálatában. A csoport néhány évvel ezelőtt gyanította ezeknek a molekuláknak a szerepét, és ezt az infravörös űrmegfigyelő intézet megfigyelései alapján függetlenül megerősítette. Az IOTA alkalmazásával végzett új megfigyelések egyértelműen bizonyítják, hogy a Mira csillagokat vízgőz molekuláris rétege és legalább néhány esetben szén-monoxid veszi körül. Ennek a rétegnek a hőmérséklete körülbelül 2000 K, és körülbelül egy csillag sugara felé terjed a csillagfényképe felett, vagyis a mintában szereplő Mira csillagok megfigyelt átmérőjének körülbelül 50% -áig.
A Mira csillagok korábbi interferometriai tanulmányai olyan csillagátmérők becsléséhez vezettek, amelyeket a molekuláris réteg jelenléte torzítottak, és így sokat becsültek meg. Ez az új eredmény azt mutatja, hogy a Mira csillagok mintegy felére nagyobbak, mint azt korábban hitték.
A csoport által bemutatott új megfigyeléseket egy olyan modell keretében értelmezik, amely áthidalja a megfigyelések és az elmélet közötti szakadékot. A csillag felülete és a molekuláris réteg közötti tér valószínűleg gázt tartalmaz, mint egy légkör, de a megfigyelt hullámhosszon viszonylag átlátszó. A látható fényben a molekuláris réteg meglehetősen átlátszatlan, így azt a benyomást keltik, hogy egy felület, az infravörösben pedig vékony és a csillag rajta keresztül látható.
Ez a modell az első, amely a Mira csillagok szerkezetét magyarázza a látható és a közép-infravörös spektrális hullámhosszok széles tartományán keresztül, és összhangban van pulzálásuk elméleti tulajdonságaival. A molekulák rétegének jelenléte azonban a csillagfelület messze túl kissé rejtélyes. A réteg túl magas és sűrű ahhoz, hogy pusztán légköri nyomás alatt tartsa. A csillag pulzációja valószínűleg szerepet játszik a molekuláris réteg előállításában, de a mechanizmus még nem ismert.
Mivel a Mira csillagok a Napszerű csillagok késői evolúciós szakaszát képviselik, nagyon érdekes lenne jobban leírni a bennük és a környékükben zajló folyamatokat, mint amelyek előrevetítik a Nap saját várható sorsát a távoli jövőben. A Mira csillagok nagy mennyiségű gázt és port szállítanak az űrbe, általában évente körülbelül egyharmadát a Föld tömegéből, így a galaxis molekuláinak több mint 75% -át bocsátják ki. Az általunk készített szén, nitrogén, oxigén és más elemek elsősorban az ilyen csillagok belsejében keletkeztek (a nehezebb elemek a szupernóvákból származnak), majd ezen tömegveszteség útján visszatérnek az űrbe, hogy új csillagok és bolygók részévé váljanak. . Az interferometria érlelési technikája feltárja a Mira légkörének részleteit, és a tudósokhoz közelebb hozza a molekulák és por előállításának és kilövésének megfigyelését és megértését, mivel ezek a csillagok csillagászati skálán újrahasznosítják tartalmukat.
A Mira csillagok leleplezése a molekulák mögött: Molekuláris réteg modell megerősítése keskeny sávú közeli infravörös interferometria segítségével? Perrin és munkatársai megjelennek az Astronomy & Astrophysics folyóirat következő kiadásában.
Eredeti forrás: NOAO sajtóközlemény
