Daugiau nei 400 metų tiek profesionalūs, tiek mėgėjai astronomai ypač domėjosi „Mira“ žvaigždžių stebėjimu - kintamųjų raudonųjų milžinų klase, garsėjančia pulsacijomis, trunkančiomis 80–1 000 dienų ir sukeliančiomis jų tariamą ryškumą dešimt kartų. ar daugiau ciklo metu.
Tarptautinė astronomų komanda, vadovaujama Guy Perrin iš Paryžiaus observatorijos / LESIA (Meudon, Prancūzija) ir Stephen Ridgway iš Nacionalinės optinės astronomijos observatorijos (Tuksonas, Arizonos, JAV), naudojo interferometrinius metodus, kad stebėtų artimą penkių „Mira“ žvaigždžių aplinką, ir nustebo sužinoję, kad žvaigždes supa beveik skaidrus vandens garų apvalkalas, o galbūt anglies monoksidas ir kitos molekulės. Šis apvalkalas suteikia žvaigždėms apgaulingai didelį matomą dydį. Įsiskverbusi pro šį sluoksnį, naudodama kombinuotą kelių teleskopų šviesą, komanda nustatė, kad „Mira“ žvaigždės greičiausiai yra tik perpus didesnės, nei manyta anksčiau.
Šis atradimas pašalina nenuoseklius „Mira“ žvaigždžių dydžio stebėjimų ir modelių, apibūdinančių jų sudėtį ir pulsaciją, neatitikimus, kurie dabar gali būti suprantami kaip suderinami tarpusavyje ,? Ridgway paaiškina. Peržiūrėtas vaizdas yra toks, kad „Mira“ žvaigždės yra labai švytinčios, tačiau santykinai normalios asimptotinės milžiniškos šakos žvaigždės, tačiau jos turi rezonansinį pulsavimą, kuris lemia jų didelį kintamumą.
„Mira“ žvaigždės yra ypač įdomios, nes jų dydis yra panašus į Saulę ir jos eina vėlyvą to paties evoliucijos kelio etapą, kurį patirs visos vienos saulės masės žvaigždės, įskaitant Saulę. Todėl šios žvaigždės iliustruoja mūsų Saulės likimą po penkių milijardų metų. Jei tokia žvaigždė, įskaitant ją supantį apvalkalą, būtų Saulės vietoje mūsų Saulės sistemoje, jos garinis apvalkalas išsikištų už Marso orbitos.
Raudonos milžiniškos žvaigždės, nors jų skersmuo iš tiesų yra labai didelis (iki kelių šimtų saulės spindulių), yra panašios į nepastebimas žmonių akis Žemėje, ir net didžiausi teleskopai nesugeba atskirti jų paviršiaus. Šis iššūkis gali būti įveiktas derinant signalus iš atskirų teleskopų, naudojant metodą, vadinamą astronomine interferometrija, leidžiančią ištirti labai mažas detales artimoje Mira žvaigždžių aplinkoje. Galų gale galima rekonstruoti stebimų žvaigždžių vaizdus.
„Mira“ žvaigždės pavadintos tokiu pirmuoju žinomu objektu - „Mira“ (arba „Omicron Ceti“). Vienas iš galimų jų reikšmingo kintamumo paaiškinimų yra tas, kad kiekvieno ciklo metu susidaro didelis kiekis medžiagų, įskaitant dulkes ir molekules. Ši medžiaga blokuoja didžiąją dalį išeinančios žvaigždžių spinduliuotės, kol medžiaga išsisklaidys plečiantis. Taigi artima „Mira“ žvaigždžių aplinka yra labai sudėtinga, o centrinio objekto ypatybes sunku pastebėti.
Norėdami ištirti artimą šių žvaigždžių aplinką, Perrino ir Ridgway'ų vadovaujama komanda atliko stebėjimus Arizonos Smithsoniano astrofizikos observatorijos infraraudonųjų optinių teleskopų rinkinyje (IOTA). IOTA yra Michelson žvaigždžių interferometras, kurio dvi rankos sudaro L formos matricą. Jis veikia su trim kolektoriais, kurie gali būti išdėstyti skirtingose vietose ant kiekvienos rankos. Šiame tyrime buvo stebimi keli bangos ilgiai, naudojant skirtingus teleskopo atstumus nuo 10 iki 38 metrų.
Remdamasi šiais stebėjimais, komanda sugebėjo rekonstruoti žvaigždžių ryškumo kitimą kiekvienos žvaigždės paviršiuje. Galima aptikti iki 10 milijardų sekundžių detalę. Palyginimui, jei tai būtų Mėnulio atstumas, tai atitiktų iki 20 metrų dydžio objektų matymą.
Stebėjimai buvo atlikti naudojant infraraudonųjų spindulių bangos ilgį, kuris ypač svarbus tiriant vandens garus ir anglies monoksidą. Šių molekulių vaidmuo prieš keletą metų buvo įtariamas komandos ir nepriklausomai patvirtintas stebėjimais su Infraraudonųjų spindulių kosmoso observatorija. Nauji stebėjimai naudojant IOTA aiškiai parodo, kad „Mira“ žvaigždes supa molekulinis vandens garų sluoksnis ir bent jau kai kuriais atvejais anglies monoksidas. Šio sluoksnio temperatūra yra apie 2000 K ir tęsiasi maždaug iki vieno žvaigždės spindulio virš žvaigždžių fotoferos, arba apytiksliai 50 procentų stebimo pavyzdžio „Mira“ žvaigždžių skersmens.
Ankstesni interferometriniai „Mira“ žvaigždžių tyrimai leido įvertinti žvaigždžių skersmenis, kuriuos įtakojo molekulinio sluoksnio buvimas ir kurie buvo per daug įvertinti. Šis naujas rezultatas rodo, kad „Mira“ žvaigždės yra maždaug perpus didesnės, nei manyta anksčiau.
Nauji komandos pateikti pastebėjimai yra aiškinami remiantis modeliu, kuris užpildo atotrūkį tarp stebėjimų ir teorijos. Tarp žvaigždės paviršiaus ir molekulinio sluoksnio labai tikėtina, kad erdvėje yra dujų, kaip ir atmosferoje, tačiau jis yra santykinai skaidrus stebimų bangų ilgiuose. Matomoje šviesoje molekulinis sluoksnis yra gana nepermatomas, sukuriant įspūdį, kad tai yra paviršius, tačiau infraraudonųjų spindulių srityje jis yra plonas ir per jį gali būti matoma žvaigždė.
Šis modelis yra pirmasis, paaiškinantis „Mira“ žvaigždžių struktūrą plačiame spektrinių bangų ilgių diapazone nuo matomo iki vidutinio infraraudonųjų spindulių ir suderinantis su jų pulsacijos teorinėmis savybėmis. Tačiau molekulių sluoksnio buvimas toli virš žvaigždžių paviršiaus vis dar yra šiek tiek paslaptingas. Sluoksnis yra per aukštas ir tankus, kad jį palaikytų vien atmosferos slėgis. Žvaigždės pulsacija tikriausiai vaidina tam tikrą vaidmenį kuriant molekulinį sluoksnį, tačiau mechanizmas dar nėra suprantamas.
Kadangi „Mira“ žvaigždės atspindi vėlyvą į Saulę panašių žvaigždžių evoliucijos etapą, bus labai įdomu geriau apibūdinti procesus, vykstančius jose ir aplink juos, kaip numatant pačios Saulės numatomą likimą tolimoje ateityje. „Mira“ žvaigždės išmeta į kosmosą didelius dujų ir dulkių kiekius, paprastai maždaug trečdalį Žemės masės per metus, taigi galaktikoje susidaro daugiau nei 75 procentai molekulių. Anglies, azoto, deguonies ir kiti elementai, iš kurių mes esame pagaminti, dažniausiai buvo gaminami tokių žvaigždžių interjere (su sunkesniais elementais atkeliavo iš supernovų), o po to masės praradimo dėka grąžinami į kosmosą ir tampa naujų žvaigždžių ir planetų dalimi. . Interferometrijos subrendimo technika atskleidžia „Mira“ atmosferos detales, todėl mokslininkai priartėja prie molekulių ir dulkių susidarymo ir išmetimo stebėjimo ir supratimo, nes šios žvaigždės pakartoja savo turinį astronominiu mastu.
Popierius? „Mira“ žvaigždžių atidengimas už molekulių: Molekulinio sluoksnio modelio patvirtinimas siauros juostos artimųjų ir infraraudonųjų spindulių interferometrija ,? Perrin et al., pasirodys būsimame žurnalo Astronomy & Astrophysics numeryje.
Originalus šaltinis: „NOAO“ naujienų pranešimas
