Pokiaľ ide o pohľad za našu slnečnú sústavu, astronómovia sú často nútení teoretizovať o tom, čo nevedia, na základe toho, čo robia. Stručne povedané, musia sa spoliehať na to, čo sme sa naučili študovať Slnko a planéty z našej vlastnej Slnečnej sústavy, aby urobili vzdelané odhady o tom, ako sa formovali a vyvíjali iné hviezdne systémy a ich príslušné telá.
Napríklad astronómovia sa od nášho Slnka veľa dozvedeli o tom, ako prúdenie vzduchu hrá hlavnú úlohu v živote hviezd. Doteraz neboli schopní vykonať podrobné štúdie povrchov iných hviezd kvôli ich vzdialenostiam a zakrývajúcim faktorom. V historickom prvom rade však medzinárodný tím vedcov nedávno vytvoril prvé podrobné snímky povrchu červenej obrovskej hviezdy vzdialenej približne 530 svetelných rokov.
Štúdia sa nedávno objavila vo vedeckom časopisepríroda pod názvom „Veľké granulačné bunky na povrchu obrovskej hviezdy Π¹ Gruis“. Štúdiu viedla Claudia Paladini z Université libre de Bruxelles a zúčastnili sa jej členovia z Európskeho južného observatória, Université de Nice Sophia-Antipolis, Štátna univerzita v Georgii, Université Grenoble Alpes, Univerzita v Uppsale, Viedenská univerzita a univerzita. Exeter.
Kvôli štúdiu použil tím precíznu integrovanú optiku blízkeho infračerveného zobrazovacieho ExpeRiment (PIONIER) na interferometri veľmi veľkého ďalekohľadu (VLTI) na pozorovanie hviezdy známej ako Gruis. Nachádza sa 530 svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Grus (Žeriav), Π1 Gruis je chladný červený obr. Aj keď je to rovnaká hmota ako naše Slnko, je 350-krát väčšia a niekoľko tisíc krát jasnejšia.
Po celé desaťročia sa astronómovia snažili dozvedieť viac o konvekčných vlastnostiach a evolúcii hviezd štúdiom červených gigantov. Toto sú hviezdy hlavnej sekvencie, keď už vyčerpali svoje vodíkové palivo a rozšírili sa na stovky násobok svojho normálneho priemeru. Štúdium konvekčných vlastností väčšiny supernantných hviezd je bohužiaľ náročné, pretože ich povrchy sú často zakryté prachom.
Po získaní interferometrických údajov o Π1 Gruis sa v septembri 2014 tím spoliehal na softvér na rekonštrukciu obrazov a algoritmy na zostavenie snímok povrchu hviezdy. Umožnili tímu určiť konvekčné vzorce hviezdy výberom jej „granúl“, veľkých zrnitých miest na povrchu, ktoré označujú hornú časť konvekčnej bunky.
Bolo to prvýkrát, keď sa takéto obrazy vytvorili, a predstavujú zásadný prielom, pokiaľ ide o naše pochopenie toho, ako hviezdy starnú a vyvíjajú sa. Fabien Baron, odborný asistent na Štátnej univerzite v Georgii a spoluautor štúdie, vysvetlil:
„Je to prvýkrát, keď máme takú obrovskú hviezdu, ktorá je s touto úrovňou detailov jednoznačne zobrazená. Dôvod je obmedzený na podrobnosti, ktoré vidíme na základe veľkosti ďalekohľadu použitého na pozorovanie. Pre tento dokument sme použili interferometer. Svetlo z niekoľkých ďalekohľadov je kombinované tak, aby prekonalo limit každého ďalekohľadu, čím sa dosiahne rozlíšenie rovnocenné s rozlíšením oveľa väčšieho ďalekohľadu. “
Táto štúdia je obzvlášť významná, pretože Π1 Gruis v poslednej hlavnej fáze života a pripomína, ako bude vyzerať naše Slnko, keď bude na konci svojej životnosti. Inými slovami, keď naše Slnko vyčerpá svoje vodíkové palivo za zhruba päť miliárd rokov, výrazne sa rozšíri a stane sa červenou obrou hviezdou. V tomto bode bude dosť veľká na to, aby zahŕňala ortuť, Venuši a možno dokonca aj Zem.
Výsledkom je, že štúdium tejto hviezdy umožní vedcom nahliadnuť do budúcej činnosti, charakteristík a vzhľadu nášho Slnka. Napríklad naše Slnko má asi dva milióny konvektívnych buniek, ktoré zvyčajne merajú priemer 2 000 km. Na základe ich štúdie tím odhaduje, že povrch Π1 Gruis má zložitý konvektívny obrazec, pričom granule merajú približne 1,2 x 10 ^ 8 km (62,137,119 mi) horizontálne alebo 27 percent priemeru hviezdy.
To je v súlade s tým, čo predpovedali astronómovia, čo znamená, že obrie a supergiantné hviezdy by mali mať kvôli svojej nízkej povrchovej gravitácii iba niekoľko veľkých konvekčných buniek. Ako uviedol Baron:
„Tieto obrázky sú dôležité, pretože veľkosť a počet granúl na povrchu sa veľmi dobre hodí k modelom, ktoré predpovedajú, čo by sme mali vidieť. To nám hovorí, že naše modely hviezd nie sú ďaleko od reality. Pravdepodobne sme na správnej ceste, aby sme pochopili tieto druhy hviezd. “
Podrobná mapa tiež naznačovala rozdiely v povrchovej teplote, ktoré boli zrejmé z rôznych farieb na povrchu hviezdy. To je tiež v súlade s tým, čo vieme o hviezdach, kde kolísanie teploty naznačuje procesy, ktoré prebiehajú vo vnútri. S rastúcimi a klesajúcimi teplotami sú horúce a tekutšie oblasti jasnejšie (javia sa biele), zatiaľ čo chladnejšie a hustejšie oblasti sú tmavšie (červené).
Pri pohľade do budúcnosti chce Paladini a jej tím vytvoriť ešte podrobnejšie snímky povrchu obrovských hviezd. Hlavným cieľom je umožniť kontinuálne sledovať vývoj týchto granúl, a nielen získavať snímky rôznych bodov v čase.
Z týchto a podobných štúdií sa pravdepodobne nielen dozvieme viac o formovaní a vývoji rôznych typov hviezd v našom vesmíre; sme si istí, že lepšie pochopíme, pre čo je naša slnečná sústava vhodná.
