Juba enam kui 400 aasta jooksul on nii elukutselised kui ka amatöörid astronoomid jälginud erilist huvi Mira tähtede - muutuvate punaste hiiglaste klassi - kuulsate pulsatsioonide vastu, mis kestavad 80–1000 päeva ja põhjustavad nende nähtava heleduse muutmist kümme korda korda. või rohkem tsükli ajal.
Rahvusvaheline astronoomide meeskond eesotsas Guy Perriniga Pariisi observatooriumist / LESIA (Meudon, Prantsusmaa) ja Stephen Ridgwayga riiklikust optilise astronoomia vaatluskeskusest (Tucson, Arizona, USA) on kasutanud interferomeetrilisi tehnikaid viie Mira tähe lähedase keskkonna vaatlemiseks, ja avastasid üllatusega, et tähti ümbritseb peaaegu läbipaistev kest veeaurust ja võimalik, et vingugaasist ja teistest molekulidest. See kest annab tähtedele petlikult suure nähtava suuruse. Läbi selle kihi läbi mitme teleskoobi kombineeritud valguse tungides leidis meeskond, et Mira tähed on tõenäoliselt vaid poole suuremad, kui seni arvati.
? See avastus lahendab nähtavad vastuolud Mira tähtede suuruse vaatluste ning nende koostist ja pulsatsiooni kirjeldavate mudelite vahel, mis nüüd näevad üldiselt omavahel kokku leppivat ,? Ridgway selgitab. ? Muudetud pilt on see, et Mira tähed on asümptootilise hiiglasliku haru väga helendavad, kuid suhteliselt normaalsed tähed, kuid neil on resonants pulsatsioon, mis juhib nende suurt varieeruvust.?
Mira tähed on eriti huvitavad, kuna nad on suurusega Päikesega sarnased ja nad läbivad hilisjärgus sama evolutsioonitee, mida kogevad kõik ühe Päikese massitähed, sealhulgas Päike. Seetõttu illustreerivad need tähed meie Päikese saatust viie miljardi aasta pärast. Kui selline täht koos selle ümbritseva kestaga asuks Päikesesüsteemi asukohas meie päikesesüsteemis, ulatuks selle aurukas kest Marsi orbiidist kaugemale.
Ehkki nende läbimõõt on tõesti väga suur (kuni paarsada päikeseraadiust), on punased hiiglaslikud tähed Maa peal paljaste inimeste silmadena sarnased ja isegi kõige suuremad teleskoobid ei suuda nende pindu eristada. Selle väljakutse saab ületada, ühendades eraldi teleskoopide signaalid, kasutades tehnikat, mida nimetatakse astronoomiliseks interferomeetriaks, mis võimaldab uurida väga väikeseid detaile Mira tähtede lähiümbruses. Lõppkokkuvõttes saab vaadeldavate tähtede pilte rekonstrueerida.
Mira tähed on nimetatud esimese teadaoleva objekti Mira (või Omicron Ceti) järgi. Nende võimaliku varieeruvuse üks võimalik seletus on see, et iga tsükli jooksul toodetakse suures koguses materjali, sealhulgas tolmu ja molekule. See materjal blokeerib suure osa väljuvast tähekiirgusest, kuni materjal lahjeneb paisumisega. Mira tähtede lähiümbrus on seetõttu väga keeruline ja keskse objekti omadusi on keeruline jälgida.
Nende tähtede lähedase keskkonna uurimiseks viis Perrini ja Ridgway juhitav meeskond vaatlusi läbi Arizonas asuva Smithsoni astrofüüsikalise vaatluskeskuse infrapuna-optilise teleskoobi massiivi (IOTA). IOTA on Michelsoni täheinterferomeeter, mille kaks haru moodustavad L-kujulise massiivi. See töötab kolme kollektoriga, mis võivad asuda kummagi õla eri punktides. Selles uuringus tehti vaatlusi mitmel lainepikkusel, kasutades erinevaid teleskoopide vahekaugusi vahemikus 10 kuni 38 meetrit.
Nende vaatluste põhjal suutis meeskond rekonstrueerida tähe heleduse variatsiooni iga tähe pinnal. Võimalik on tuvastada detaile kuni umbes 10 millisekundini. Võrdluseks - Kuu kaugusel vastaks see funktsioonide nägemisele, mille suurus on kuni 20 meetrit.
Vaatlused tehti infrapunakiirguse lainepikkustel, mis on veeauru ja vingugaasi uurimisel eriti huvipakkuvad. Nende molekulide rolli kahtlustas meeskond mõni aasta tagasi ja kinnitas seda sõltumatult vaatluste abil infrapuna kosmose vaatluskeskuses. IOTA abil tehtud uued vaatlused näitavad selgelt, et Mira tähti ümbritseb veeauru molekulaarne kiht ja vähemalt mõnel juhul vingugaas. Selle kihi temperatuur on umbes 2000 K ja see ulatub umbes ühe täheraadiuseni tähefotosfääri kohal ehk umbes 50 protsendini proovis olevate Mira tähtede läbimõõdust.
Varasemad Mira tähtede interferomeetrilised uuringud andsid hinnangu tähtede läbimõõtudele, mida kallutas molekulaarkihi olemasolu ja mida seetõttu ülehinnati. See uus tulemus näitab, et Mira tähed on umbes poole suuremad kui seni arvati.
Töörühma esitatud uusi tähelepanekuid tõlgendatakse mudeli raames, mis ületab vaatluste ja teooria vahelise lõhe. Tähepinna ja molekulaarkihi vaheline ruum sisaldab suure tõenäosusega gaasi nagu atmosfäär, kuid see on vaadeldavatel lainepikkustel suhteliselt läbipaistev. Nähtavas valguses on molekulaarkiht üsna läbipaistmatu, jättes mulje, et see on pind, kuid infrapunakihis on see õhuke ja täht on selle kaudu näha.
See mudel on esimene, mis selgitab Mira tähtede struktuuri laia spektri lainepikkuste vahemikus alates nähtavast kuni keskmise infrapunakiirguseni ja on kooskõlas nende pulsatsiooni teoreetiliste omadustega. Kuid molekulide kihi olemasolu tähepinnast kaugel on siiski mõnevõrra salapärane. Kiht on liiga kõrge ja tihe, et seda saaks toetada ainult õhurõhk. Tähe pulsatsioonil on ilmselt oma osa molekulaarkihi tootmisel, kuid mehhanism pole veel selge.
Kuna Mira tähed tähistavad Päikesesarnaste tähtede hilise evolutsiooni staadiumi, on väga huvitav paremini kirjeldada neis ja nende ümbruses toimuvaid protsesse, mis on Päikese enda eeldatava saatuse kauges tulevikus ettetulekuks. Mira tähed väljutavad kosmosesse suures koguses gaasi ja tolmu, tavaliselt umbes ühe kolmandiku Maa massist aastas, andes seega enam kui 75 protsenti galaktika molekulidest. Süsinik, lämmastik, hapnik ja muud elemendid, millest me oleme valmistatud, toodeti enamasti selliste tähtede sisemuses (koos raskemate elementidega, mis pärinevad supernoovadest) ja suunatakse seejärel selle massikao kaudu kosmosesse tagasi, et saada osa uutest tähtedest ja planeetidest . Interferomeetria küpsemismeetod paljastab Mira atmosfääri üksikasjad, viies teadlased molekulide ja tolmu tekke ja väljutamise vaatlemisele ja mõistmisele lähemale, kuna need tähed kordavad oma sisu astronoomilisel skaalal.
Paber? Mira tähtede paljastamine molekulide taga: kinnitus molekulaarkihi mudelile kitsaribalise infrapuna-interferomeetria abil ,? Perrin et al., ilmub ajakirja Astronomy & Astrophysics peatses numbris.
Algne allikas: NOAO pressiteade
