Kai reikia pažvelgti ne tik į mūsų Saulės sistemą, astronomai dažnai yra priversti teoretikuoti apie tai, ko nežino, remdamiesi tuo, ką daro. Trumpai tariant, jie turi pasikliauti tuo, ką mes išmokome tyrinėti Saulę ir planetas iš savo Saulės sistemos, kad galėtų pagrįstai spėti apie tai, kaip formavosi ir vystėsi kitos žvaigždžių sistemos ir jų kūnai.
Pavyzdžiui, astronomai iš mūsų saulės sužinojo daug apie tai, kaip konvekcija vaidina pagrindinį vaidmenį žvaigždžių gyvenime. Iki šiol jie negalėjo atlikti išsamių kitų žvaigždžių paviršių tyrimų dėl jų atstumų ir neaiškių veiksnių. Tačiau istorinėje pirmojoje vietoje tarptautinė mokslininkų komanda neseniai sukūrė pirmuosius išsamius raudonos milžiniškos žvaigždės paviršiaus, esančio maždaug už 530 šviesmečių, paviršiaus vaizdus.
Tyrimas neseniai pasirodė moksliniame žurnaleGamta pavadinimu „Didelės granuliavimo ląstelės milžiniškos žvaigždės Gru¹ Gruis paviršiuje“. Tyrimui vadovavo Claudia Paladini iš „Bruxelles libre“, jame dalyvavo Europos pietų observatorijos, Nicos Sophia-Antipolis universiteto, Džordžijos valstybinio universiteto, Grenoble Alpes universiteto, Upsala universiteto, Vienos universiteto ir Universiteto nariai. iš Ekseterio.
Tyrimo tikslais ESO labai didelio teleskopo interferometro (VLTI) įrankyje tiksliosios integruotosios optikos artimųjų infraraudonųjų spindulių vaizdavimo prietaisas (PIONIER) buvo naudojamas stebint žvaigždę, vadinamą Gru¹ Gruis. Įsikūręs 530 šviesmečių atstumu nuo Žemės Gruso žvaigždyne (Kranas), Π1 Gruisas yra šaunus raudonas milžinas. Nors ji yra tokia pati masė kaip mūsų Saulė, ji yra 350 kartų didesnė ir kelis tūkstančius kartų šviesesnė.
Dešimtmečiais astronomai siekė daugiau sužinoti apie žvaigždžių konvekcines savybes ir evoliuciją, tyrinėdami raudonuosius milžinus. Tai yra tai, kas tampa pagrindinėmis sekos žvaigždėmis, kai jie išnaudoja savo vandenilio kurą ir išsiplečia iki šimtus kartų didesnio už normalų skersmenį. Deja, ištirti daugumos superžvaigždžių žvaigždžių konvekcines savybes buvo sudėtinga, nes jų paviršius dažnai yra uždengiamas dulkėmis.
Gavę interferometrinius duomenis apie Π1 Po to, kai 2014 m. Rugsėjo mėn. Įvyko „Gruis“, komanda, kurdama žvaigždės paviršiaus vaizdus, rėmėsi vaizdo atkūrimo programine įranga ir algoritmais. Tai leido komandai nustatyti žvaigždės konvekcijos modelius, išrinkdami jos „granules“ - didelius grūdėtus dėmelius ant paviršiaus, kurie nurodo konvektyviosios ląstelės viršų.
Tai buvo pirmas kartas, kai tokie vaizdai buvo kuriami, ir tai yra didelis proveržis, kai reikia suprasti mūsų supratimą apie tai, kaip žvaigždės sensta ir kaip vystosi. Fabienas Baronas, Džordžijos valstybinio universiteto docentas ir tyrimo bendraautorius, paaiškino:
„Tai yra pirmas kartas, kai turime tokią milžinišką žvaigždę, kuri vienareikšmiškai vaizduojama su tokio lygio detalėmis. Priežastis yra tai, kad yra mažai informacijos, kurią galime pamatyti, atsižvelgiant į stebėjimui naudojamo teleskopo dydį. Šiam popieriui mes panaudojome interferometrą. Kelių teleskopų šviesa yra sujungta, kad būtų galima įveikti kiekvieno teleskopo ribas, ir tokiu būdu pasiekti skiriamąją gebą, lygią daug didesnio teleskopo “.
Šis tyrimas yra ypač reikšmingas, nes Π1 Gruis paskutiniame svarbiame gyvenimo etape ir primena, kaip atrodys mūsų Saulė, kai ji pasibaigs. Kitaip tariant, kai mūsų Saulė sunaudos vandenilio kurą maždaug per penkis milijardus metų, ji labai išsiplės ir taps raudona milžine žvaigžde. Šiuo metu jis bus pakankamai didelis, kad apimtų Merkurijų, Venerą ir galbūt net Žemę.
Todėl šios žvaigždės tyrimas leis mokslininkams įžvalgą apie būsimą mūsų saulės aktyvumą, savybes ir išvaizdą. Pavyzdžiui, mūsų Saulėje yra apie du milijonai konvekcinių elementų, kurių skersmuo paprastai siekia 2000 km (1243 mi). Remdamiesi savo tyrimu, komanda apskaičiavo, kad Π paviršius1 Gruis turi sudėtingą konvekcinį modelį, kurio granulės horizontaliai sudaro apie 1,2 x 10 ^ 8 km (62,137,119 mi) arba 27 procentus žvaigždės skersmens.
Tai atitinka tai, ką spėjo astronomai, kad milžiniškos ir superžvaigždės žvaigždės turėtų turėti tik keletą didelių konvekcinių ląstelių dėl mažo paviršiaus gravitacijos. Kaip nurodė baronas:
Šie vaizdai yra svarbūs, nes granulių dydis ir skaičius paviršiuje iš tikrųjų labai gerai tinka modeliams, kurie numato, ką turėtume pamatyti. Tai mums sako, kad mūsų žvaigždžių modeliai nėra toli nuo realybės. Turbūt einame teisingu keliu, kad suprastume tokio tipo žvaigždes “.
Išsamus žemėlapis taip pat parodė paviršiaus temperatūros skirtumus, kurie išryškėjo dėl skirtingų žvaigždės paviršiaus spalvų. Tai taip pat atitinka tai, ką mes žinome apie žvaigždes, kur temperatūros svyravimai rodo procesus, vykstančius viduje. Kylant ir krintant karščiai, skystesni plotai tampa šviesesni (atrodo balti), o vėsesni, tankesni plotai tampa tamsesni (raudoni).
Žvelgiant į ateitį, Paladini ir jos komanda nori sukurti dar detalesnius milžiniškų žvaigždžių paviršiaus vaizdus. Pagrindinis to tikslas yra sugebėti nuolat sekti šių granulių evoliuciją, užuot tiesiog gavęs skirtingų momentų momentinius vaizdus.
Remdamiesi šiais ir panašiais tyrimais, mes ne tik greičiausiai sužinosime daugiau apie įvairių tipų žvaigždžių formavimąsi ir evoliuciją mūsų Visatoje; mes taip pat įsitikinsime, kad geriau suprasime, kokia mūsų saulės sistema.
