Ha a Naprendszerünkön túl akarunk nézni, akkor a csillagászok gyakran arra kényszerülnek, hogy elméletbe hozzák azt, amit nem tudnak az alapján, amit csinálnak. Röviden: nekik támaszkodniuk kell arra, amit a Nap és a bolygók tanulmányozása során megtanultunk a saját Naprendszerünkből, hogy oktatott kitalálásokat készítsünk arról, hogy más csillagrendszerek és testük hogyan alakultak és fejlődtek.
Például, a csillagászok sokat tanultak a Napunkról arról, hogy a konvekció fontos szerepet játszik a csillagok életében. Mostanáig távolságuk és elhomályosító tényezőik miatt nem voltak képesek részletes vizsgálatokat végezni más csillagok felületéről. Ugyanakkor egy történelmi elsőben egy nemzetközi tudóscsoport nemrégiben készítette az első részletes képeket egy vörös óriáscsillag felületéről, amely körülbelül 530 fényévnyire van.
A tanulmány nemrégiben megjelent a tudományos folyóiratbanTermészet a „Nagy granulációs cellák az óriás csillag Gru¹ Gruis felületén” cím alatt. A tanulmányt Claudia Paladini vezette a Bruxelles Libre Université libre-ból, és tagjai voltak az Európai Déli Megfigyelő Intézet, a Nice Sophia-Antipolis Egyetem, a Georgia State University, a Grenoble Alpes Université, az Uppsala Egyetem, a Bécsi Egyetem és az Egyetem tagjainak. Exeter.
Vizsgálataik érdekében a csapat az ESO nagyon nagy távcsöves interferométerén (VLTI) használt Precision Integrated Optics közeli infravörös képalkotó eszköz (PIONIER) eszközt használta, hogy megfigyelje a Gru¹ Gruis néven ismert csillagot. A Földetől 530 fényévre található, Grus (A daru) csillagképében1 Gruis egy hűvös vörös óriás. Noha ugyanaz a tömeg, mint a Napunk, 350-szer nagyobb és több ezerszer olyan fényes.
A csillagászok évtizedek óta a vörös óriások tanulmányozásával próbáltak többet megtudni a csillagok konvekciós tulajdonságairól és fejlődéséről. Ezek válnak a fő szekvencia csillagokká, miután kimerítették hidrogén-üzemanyagukat és kibővülnek, és normál átmérőjük százszorosá válnak. Sajnos a legtöbb szupergáns csillag konvekciós tulajdonságainak tanulmányozása nehéz volt, mivel felületüket gyakran eltakarja a por.
Miután megkapta az interferometrikus adatokat a Π-ről1 A 2014. szeptemberi Gruisban a csapat ezután a kép rekonstrukciós szoftverére és algoritmusaira támaszkodott a csillag felületének képeinek összeállításához. Ez lehetővé tette a csapat számára a csillag konvekciós mintázatainak meghatározását úgy, hogy kiszedték a „granulátumot”, a felületen lévő nagy szemcsés foltokat, amelyek a konvektív cella tetejét jelzik.
Ez volt az első alkalom, amikor ilyen képeket készítettek, és nagy áttörést jelentenek a csillagok életkorának és fejlődésének megértésében. Mint Dr. Fabien Baron, a Georgia State University adjunktus és a tanulmány társszerzője elmagyarázta:
„Ez az első alkalom, hogy van egy olyan óriási csillag, amelyet egyértelműen ábrázolnak az ilyen szintű részletek. Ennek oka, hogy a megfigyelésekhez használt távcső mérete alapján korlátozott a részletek, amelyeket láthatunk. Ehhez a papírhoz egy interferométert használtunk. A több távcső fényét egyesítik, hogy túllépjék az egyes távcsövek határait, és ezzel egy sokkal nagyobb távcsővel megegyező felbontást érjenek el. ”
Ez a tanulmány különösen jelentős, mivel Π1 A grúz az élet legfontosabb fázisában emlékeztet arra, hogyan fog kinézni a Napunk, amikor élettartama végén van. Más szavakkal, amikor a Napunk kimeríti hidrogén-üzemanyagot körülbelül öt milliárd év alatt, akkor jelentősen kibővül, hogy vörös óriás csillag legyen. Ezen a ponton elég nagy lesz ahhoz, hogy felölelje a Merkúrot, a Vénust és talán még a Földet is.
Ennek eredményeként ennek a csillagnak a tanulmányozása betekintést ad a Napunk jövőbeni tevékenységéhez, jellemzőihez és megjelenéséhez. Például a Napunknak körülbelül kétmillió konvektív cellája van, amelyek átmérője általában 2000 km (1243 mérföld). Tanulmányaik alapján a csoport becslése szerint Π1 A Gruis konvex mintázatának összetettsége olyan, hogy a szemcsék vízszintesen körülbelül 1,2 x 10 ^ 8 km (62,137,119 mi) méretűek, vagyis a csillag átmérőjének 27% -át teszik ki.
Ez összhangban áll azzal, amit a csillagászok megjósoltak, miszerint az óriási és a szupergáns csillagoknak csak néhány nagy konvektív cellával kell rendelkezniük alacsony felületi gravitációjuk miatt. Amint báró jelezte:
„Ezek a képek fontosak, mivel a granulátum mérete és száma a felületen valóban nagyon jól illeszkedik azokhoz a modellekhez, amelyek előrejelzik, amit látnunk kellene. Ez azt mondja nekünk, hogy a csillagmodellünk nem messze van a valóságtól. Valószínűleg a megfelelő úton vagyunk, hogy megértsük az ilyen csillagokat. ”
A részletes térkép a felületi hőmérsékleti különbségeket is feltüntette, amelyek a csillag felületének különböző színéből adódtak. Ez összhangban áll azzal, amit a csillagokról tudunk, ahol a hőmérsékleti ingadozások jelzik a belül zajló folyamatokat. A hőmérséklet emelkedésével és csökkenésével a forróbb, folyékonyabb részek világosabbá válnak (fehér színűnek tűnnek), míg a hűvösebb, sűrűbb részek sötétebbé válnak (piros).
A jövőre nézve Paladini és csapata még részletesebb képeket akar létrehozni az óriáscsillagok felületéről. Ennek fő célja az, hogy folyamatosan nyomon tudja követni ezen granulátumok fejlődését, ahelyett, hogy pillanatképeket kapna a különböző időpontokról.
Ezekből és hasonló tanulmányokból nemcsak valószínűleg többet megtudunk a különböző típusú csillagok kialakulásáról és fejlődéséről az univerzumunkban; biztosak vagyunk abban is, hogy jobban megértsük, mi a Naprendszerünk célja.
