Už viac ako 400 rokov sa profesionálni aj amatérski astronómovia zaujímajú o pozorovanie hviezd Mira, triedy premenlivých červených gigantov známych pre pulzácie, ktoré trvajú 80 až 1 000 dní a spôsobujú desaťnásobnú zmenu ich zdanlivého jasu. alebo viac počas cyklu.
Medzinárodný tím astronómov vedený Guyom Perrinom z Parížskeho observatória / LESIA (Meudon, Francúzsko) a Stephen Ridgway z Národného observatória pre optickú astronómiu (Tucson, Arizona, USA) použil interferometrické techniky na pozorovanie blízkeho prostredia piatich hviezd Mira, a boli prekvapení, keď zistili, že hviezdy sú obklopené takmer priehľadnou vrstvou vodnej pary a možno oxidom uhoľnatým a inými molekulami. Táto škrupina dáva hviezdam zdanlivo veľkú zdanlivú veľkosť. Prienikom cez túto vrstvu pomocou kombinovaného svetla niekoľkých ďalekohľadov tím zistil, že hviezdy Mira sú pravdepodobne iba polovičné také veľké, ako sa pôvodne predpokladalo.
„Tento objav rieši nepríjemné nezrovnalosti medzi pozorovaniami veľkosti hviezd Mira a modelmi opisujúcimi ich zloženie a pulzácie, o ktorých sa teraz dá povedať, že sa navzájom všeobecne zhodujú.“ Ridgway to vysvetľuje. Revidovaný obraz je taký, že hviezdy Mira sú veľmi žiarivé, ale relatívne normálne hviezdy asymptotickej obrie vetvy, ale majú rezonančnú pulzáciu, ktorá riadi ich veľkú variabilitu.
Mierové hviezdy sú obzvlášť zaujímavé, pretože majú podobnú veľkosť ako Slnko a prechádzajú neskorým štádiom rovnakej evolučnej cesty, akú zažijú všetky jedno-solárne hmotové hviezdy vrátane Slnka. Preto tieto hviezdy ilustrujú osud nášho Slnka už o päť miliárd rokov. Keby sa takáto hviezda vrátane jej okolitého plášťa nachádzala na Slnku v našej slnečnej sústave, jej parná vrstva by presahovala obežnú dráhu Mars.
Aj keď majú skutočne veľmi veľký priemer (až do niekoľkých stoviek polomerov slnečného žiarenia), červené obrie hviezdy sa podobajú na ľudské oči na Zemi bez pozornosti a dokonca ani najväčšie ďalekohľady nedokážu rozlíšiť ich povrchy. Túto výzvu možno prekonať kombináciou signálov zo samostatných ďalekohľadov pomocou techniky nazývanej astronomická interferometria, ktorá umožňuje študovať veľmi malé detaily v blízkom okolí hviezd Mira. Nakoniec je možné rekonštruovať obrázky pozorovaných hviezd.
Hviezdy Mira sú pomenované po prvom takom známom objekte, Mira (alebo Omicron Ceti). Jedným z možných vysvetlení ich významnej variability je to, že počas každého cyklu vzniká veľké množstvo materiálu vrátane prachu a molekúl. Tento materiál blokuje veľkú časť výstupného hviezdneho žiarenia, až kým sa materiál nezmení expanziou. Blízke prostredie hviezd Mira je preto veľmi zložité a vlastnosti ústredného objektu je ťažké pozorovať.
Na štúdium blízkeho prostredia týchto hviezd uskutočnil tím pod vedením Perrina a Ridgwaya pozorovania na infračervenom optickom teleskopickom poli (IOTA) v Smithsonianskom astrofyzikálnom observatóriu v Arizone. IOTA je Michelsonov hviezdny interferometer s dvoma ramenami tvoriacimi pole tvaru L. Pracuje s tromi kolektormi, ktoré môžu byť umiestnené na rôznych staniciach na každom ramene. V tejto štúdii boli pozorovania uskutočňované na niekoľkých vlnových dĺžkach s použitím rôznych vzdialeností ďalekohľadov v rozsahu od 10 do 38 metrov.
Na základe týchto pozorovaní bol tím schopný rekonštruovať zmenu hviezdneho jasu na povrchu každej hviezdy. Podrobnosti možno zistiť až do asi 10 milisekúnd. Pre porovnanie, vo vzdialenosti Mesiaca by to zodpovedalo videniu do veľkosti 20 metrov.
Pozorovania sa uskutočňovali pri vlnových dĺžkach takmer infračervených, ktoré sú zvlášť zaujímavé pre štúdium vodných pár a oxidu uhoľnatého. Úloha, ktorú tieto molekuly zohrávali, bola podozrivým tímom už pred niekoľkými rokmi a nezávisle bola potvrdená pozorovaniami na infračervenom vesmírnom observatóriu. Nové pozorovania využívajúce IOTA jasne ukazujú, že hviezdy Mira sú obklopené molekulárnou vrstvou vodnej pary a aspoň v niektorých prípadoch oxidom uhoľnatým. Táto vrstva má teplotu asi 2 000 K a siaha do asi jedného hviezdneho polomeru nad hviezdnu fotosféru alebo zhruba 50 percent pozorovaného priemeru hviezd Mira vo vzorke.
Predchádzajúce interferometrické štúdie hviezd Mira viedli k odhadom priemerov hviezd, ktoré boli ovplyvnené prítomnosťou molekulárnej vrstvy, a preto boli oveľa nadhodnotené. Tento nový výsledok ukazuje, že hviezdy Mira sú asi o polovicu také veľké, ako sa doteraz myslelo.
Nové pozorovania, ktoré tím predstavil, sa interpretujú v rámci modelu, ktorý premosťuje medzeru medzi pozorovaniami a teóriou. Priestor medzi povrchom hviezdy a molekulovou vrstvou veľmi pravdepodobne obsahuje plyn, podobne ako atmosféra, ale pri pozorovaných vlnových dĺžkach je relatívne priehľadný. Vo viditeľnom svetle je molekulárna vrstva skôr nepriehľadná, čo vyvoláva dojem, že je to povrch, ale v infračervenom svetle je tenká a cez ňu je možné vidieť hviezdu.
Tento model je vôbec prvým, ktorý vysvetlil štruktúru hviezd Mira na širokom spektre spektrálnych vlnových dĺžok od viditeľného po stredne infračervené a bol v súlade s teoretickými vlastnosťami ich pulzácie. Prítomnosť vrstvy molekúl hlboko nad hviezdnym povrchom je však stále trochu záhadná. Vrstva je príliš vysoká a hustá na to, aby bola podopretá čisto atmosférickým tlakom. Pulzácie hviezdy pravdepodobne hrajú úlohu pri vytváraní molekulárnej vrstvy, ale mechanizmus zatiaľ nie je známy.
Keďže hviezdy Mira predstavujú neskorú evolučnú fázu hviezd podobných Slnku, bude veľmi zaujímavé lepšie opísať procesy, ktoré sa vyskytujú v ich okolí a okolo nich, ako predstieranie očakávaného osudu Slnka vo vzdialenej budúcnosti. Hviezdy Mira vypúšťajú do vesmíru veľké množstvo plynu a prachu, zvyčajne okolo jednej tretiny hmotnosti Zeme ročne, čím poskytujú viac ako 75 percent molekúl v galaxii. Uhlík, dusík, kyslík a ďalšie prvky, z ktorých sme vyrábali, sa väčšinou vyrábali vo vnútri takýchto hviezd (s ťažšími prvkami pochádzajúcimi zo supernov) a potom sa prostredníctvom tejto hromadnej straty vracali do vesmíru, aby sa stali súčasťou nových hviezd a planét. , Technika dozrievania interferometrie odhaľuje detaily atmosféry Mira a približuje vedcov k pozorovaniu a porozumeniu produkcie a vyhadzovania molekúl a prachu, pretože tieto hviezdy upravujú svoj obsah v astronomickom meradle.
Papier? Odhalenie Mira hviezd za molekulami: Potvrdenie modelu molekulárnej vrstvy s úzkopásmovou interferometriou blízkou infračervenému žiareniu ,? Perrin et al., sa objaví v nadchádzajúcom čísle časopisu Astronomy & Astrophysics.
Pôvodný zdroj: NOAO News Release
