Tím astronómov nedávno použil Arizonský infračervený optický ďalekohľad (IOTA) z troch prepojených ďalekohľadov, aby sa do budúcnosti dostali 4 miliardy rokov, keď sa naše slnečné balóny stanú červenou obrou hviezdou. Pozorovali niekoľko červených obrovských hviezd - prípadný osud nášho Slnka - a zistili, že ich povrchy sú škvrnité a rôznorodé, pokryté obrovskými slnečnými škvrnami.
Keď astronómovia čoraz viac spájajú dva ďalekohľady ako interferometre, aby odhalili viac detailov vzdialených hviezd, astronóm Keck Observatory ukazuje silu spájania troch alebo viacerých ďalekohľadov dohromady.
Astronóm Sam Ragland použil Arizonský infračervený optický teleskop (IOTA) z troch prepojených ďalekohľadov na získanie bezprecedentných detailov starých červených obrovských hviezd, ktoré predstavujú konečný osud Slnka.
Prekvapivo zistil, že takmer tretina červených gigantov, ktoré skúmal, nebola na ich tvári rovnomerne jasná, ale boli nerovnomerné, možno naznačovali veľké škvrny alebo oblaky podobné slnečným škvrnám, nárazové vlny generované pulzujúcimi obálkami alebo dokonca planéty.
"Typické presvedčenie je, že hviezdy musia byť symetrické plynové gule," uviedol Ragland, špecialista na interferometer. "Ale 30 percent týchto červených gigantov malo asymetriu, čo má dôsledky pre posledné štádiá hviezdneho vývoja, keď sa hviezdy ako Slnko vyvíjajú na planetárne hmloviny."
Výsledky získané Raglandom a jeho kolegami tiež dokazujú, že je možné prepojiť trio - alebo dokonca kvintet alebo sextet - infračervených ďalekohľadov, aby bolo možné získať snímky s vyšším rozlíšením v blízkej infračervenej oblasti, ako tomu bolo predtým.
"S viac ako dvoma ďalekohľadmi môžete skúmať úplne iný druh vedy, ako by sa dalo urobiť s dvoma ďalekohľadmi," uviedol.
"Je to veľký krok z dvoch ďalekohľadov na tri," dodala teoretička Lee Anne Willson, spoluautorka štúdie a profesorka fyziky a astronómie na Iowskej štátnej univerzite v Amese. „S tromi ďalekohľadmi môžete povedať nielen to, aká veľká je hviezda, ale či je symetrická alebo asymetrická. S ešte väčším počtom ďalekohľadov to môžete zmeniť na obrázok. “
Ragland, Willson a ich kolegovia v inštitúciách v Spojených štátoch a Francúzsku, vrátane agentúry NASA, oznámili svoje pozorovania a závery v dokumente, ktorý nedávno prijal The Astrophysical Journal.
Je iróniou, že teleskopické pole IOTA fungovalo spoločne na Mt. Hopkins od Smithsonian Astrofyzical Observatory, Harvard University, University of Massachusetts, University of Wyoming a Massachusetts Institute of Technology v Lincoln Laboratory, bol 1. júla vypnutý, aby sa ušetrili peniaze. Počiatočný interferometer s dvoma ďalekohľadmi bol uvedený do prevádzky v roku 1993 a pridaním tretieho ďalekohľadu s priemerom 45 centimetrov v roku 2000 sa vytvorilo prvé trio s optickým a infračerveným interferometrom.
Riaditeľ IOTA Wesley A. Traub, predtým Harvardovo-Smithsonovské centrum pre astrofyziku (CfA) a teraz v Jet Propulsion Laboratory, ponúkol Raglandovi a jeho kolegom príležitosť využiť pole na testovanie limitov interferometrie s niekoľkými ďalekohľadmi a možno aj Dozviete sa niečo o konečnom osude Slnka.
Interferometre kombinujú svetlo z dvoch alebo viacerých ďalekohľadov, aby videli viac detailov, simulujúce rozlíšenie ďalekohľadu tak veľké, ako je vzdialenosť medzi ďalekohľadmi. Zatiaľ čo rádioastronómovia už roky používajú polia na simuláciu oveľa väčších ďalekohľadov, majú výhodu relatívne dlhých vlnových dĺžok - metrov alebo centimetrov - čo uľahčuje zisťovanie zlomkových rozdielov vlnových dĺžok medzi časmi príchodu svetla na oddelené ďalekohľady. Interferometria v blízkej infračervenej oblasti - pri vlnovej dĺžke 1,65 mikrónov alebo asi stotine milimetra, ako to robil Ragland - je oveľa ťažšia, pretože vlnové dĺžky sú takmer miliónnou šírkou rádiových vĺn.
"Pri krátkych vlnových dĺžkach je hlavným nástrojom stabilita nástroja," uviedol Ragland. "Dokonca aj vibrácia úplne zničí meranie."
Astronómovia tiež použili novú technológiu na kombináciu svetla z troch ďalekohľadov IOTA: polovičný čip v pevnej fáze, nazývaný integrovaný optický kombinátor lúčov (IONIC), vyvinutý vo Francúzsku. Toto je v kontraste s typickým interferometrom, ktorý pozostáva z mnohých zrkadiel na nasmerovanie svetla z viacerých ďalekohľadov na spoločný detektor.
Ragland sa sústreďuje na hviezdy s nízkou až strednou hmotnosťou - od troch štvrtín hmotnosti Slnka až po trojnásobok hmotnosti Slnka - keď sa blížia ku koncu svojho života. Toto sú hviezdy, ktoré sa pred niekoľkými miliardami rokov dostali do červených gigantov, keď začali spaľovať hélium, ktoré sa nahromadilo počas celého života horenia vodíkom. Nakoniec však tieto hviezdy pozostávajú z hustého jadra uhlíka a kyslíka obklopeného škrupinou, kde sa vodík premieňa na hélium, a potom hélium na uhlík a kyslík. Vo väčšine z týchto hviezd sa vodík a hélium striedajú ako palivo, čo spôsobuje, že v priebehu 100 000 rokov sa mení jas hviezdy pri zmene paliva. V mnohých prípadoch strávia hviezdy posledných 200 000 rokov ako premenné Mira - typ hviezdy, ktorej svetlo sa mení podľa jasu pravidelne po dobu 80 až 1000 dní. Sú pomenovaní podľa prototypu hviezdy v súhvezdí Cetus známeho ako Mira.
"Jedným z dôvodov, prečo ma to zaujíma, je to, že naše Slnko sa touto cestou vydá v určitom okamihu, za 4 miliardy rokov," uviedol Ragland.
Je to obdobie, keď tieto hviezdy začnú fúkať svoje vonkajšie vrstvy do „vetra“, ktorý nakoniec zanechá bieleho trpaslíka uprostred rozširujúcej sa planetárnej hmloviny. Willson modeluje mechanizmy, pomocou ktorých tieto hviezdy v konečnom štádiu strácajú svoju hmotu, predovšetkým napriek silným hviezdnym vetrom.
Počas týchto ubúdajúcich rokov hviezdy tiež pulzujú rádovo až roky, pretože vonkajšie vrstvy sa pohybujú smerom von ako vypúšťací ventil, povedal Willson. Mnohé z týchto tzv. Asymptotických gigantických vetiev sú Mira premenné, ktoré sa pravidelne menia v závislosti od toho, ako sa molekuly tvoria a vytvárajú priesvitný alebo takmer nepriehľadný kokon okolo hviezdnej časti času. Zatiaľ čo sa ukázalo, že niektoré z týchto hviezd nie sú kruhové, pomocou asymetrického interferometra nie je možné detegovať žiadne asymetrické znaky, ako je nepravidelný jas, uviedol Ragland.
Ragland a jeho kolegovia pozorovali spolu s IOTA v našej Galaxii Mliečna dráha celkom 35 premenných Mira, 18 polopravidelných premenných a 3 nepravidelné premenné, všetko okolo 1 300 svetelných rokov Zeme. Ukázalo sa, že dvanásť premenných Mira má asymetrické jasy, zatiaľ čo iba tri z polopravidelností a jeden z nepravidelných ukazovateľov vykazovali túto škaredosť.
Príčina tohto nepravidelného jasu je nejasná, uviedol Ragland. Modelovanie Willsonom ukázalo, že spoločník, ako je planéta na obežnej dráhe podobnej obežnej dráhe Jupitera v našom vlastnom systéme, by mohol vytvoriť prebudenie v hviezdnom vetre, ktoré by sa prejavilo ako asymetria. Dokonca aj bližšia planéta podobná Zemi by mohla vytvoriť detekovateľný prebudenie, keby bol hviezdny vietor dostatočne silný, hoci planéta príliš blízko k rozšírenej obálke by bola rýchlo vtiahnutá dovnútra a odparená hviezdou.
Prípadne by veľké množstvo materiálu vylúčeného z hviezdy mohlo kondenzovať do mrakov, ktoré blokujú niektoré alebo celé svetlo z časti hviezdy.
Bez ohľadu na príčinu, Willson povedal: „Toto nám hovorí, že predpoklad, že hviezdy sú rovnomerne jasné, je nesprávny. Možno bude potrebné vyvinúť novú generáciu trojrozmerných modelov. “
„Táto štúdia, vôbec najväčšia v tejto triede hviezd neskorého typu, je prvou, ktorá demonštruje stupeň, v akom hviezdy neskorého typu, najmä premenné Mira a uhlíkové hviezdy, ukazujú účinky horúcich a studených škvŕn,“ uviedol spoluautor. William Danchi z NASA Goddard Space Flight Center. "To má vplyv na to, ako interpretujeme pozorovania, keď pomocou infračervených interferometrov hľadáme planéty okolo červených gigantov."
Raglandovými spolupredsedami sú Traub; Jean-Pierre Berger, P. Kern a F. Malbet z Laboratoire d´Astrophysique de Grenoble (LAOG) vo Francúzsku; Danchi; J. D. Monnier a E. Pedretti z University of Michigan, Ann Arbor; Willson; N. P. Carleton, M. G. Lacasse a M. Pearlman z CfA; R. Millan-Gabet z Kalifornského technologického inštitútu; F. Schloerb, M. Brewer, K. Perraut, K. Souccar a G. Wallace z University of Massachusetts, Amherst; W. Cotton z Národného rádiového observatória vo Virgínii; Charles H. Townes z University of California, Berkeley; P. Haguenauer z ALCATEL Space Industries v Cannes, Francúzsko; a P. Labeye z Laboratoire d´Electronique de Technologie de l'Information (LETI) v Grenobli, ktorý je súčasťou Francúzskej komisie pre atómovú energiu (CEA). Čip IONIC bol vyvinutý spoločne spoločnosťami LAOG, Institut de Microà lecttronique, à ‰ lectromagnà © tme et Photonique (IMEP) a LETI.
Práca bola podporovaná NASA prostredníctvom Michelson Postdoctoral Fellowship a National Science Foundation.
Observatórium W. M. Keck funguje ako vedecké partnerstvo medzi Kalifornským technologickým inštitútom, Kalifornskou univerzitou a NASA. Observatórium bolo možné vďaka veľkorysej finančnej podpore nadácie W. Keck.
Pôvodný zdroj: Keck News Release
