Kui vaadata meie päikesesüsteemist kaugemale, on astronoomid sunnitud sageli teoreetiliselt mõtlema, mida nad ei tea selle põhjal, mida nad teevad. Lühidalt öeldes peavad nad tuginema sellele, mida oleme õppinud õppima Päikest ja planeete meie enda päikesesüsteemist, et teha haritud oletusi selle kohta, kuidas muud tähesüsteemid ja nende vastavad kehad tekkisid ja arenesid.
Näiteks on astronoomid meie Päikeselt palju teada saanud, kuidas konvektsioon mängib tähtede elus suurt rolli. Siiani pole nad kauguste ja varjavate tegurite tõttu suutnud läbi viia üksikasjalikke uuringuid teiste tähtede pindade kohta. Ajaloolises esimeses lõi rahvusvaheline teadlaste meeskond hiljuti aga umbes 530 valgusaasta kaugusel asuva punase hiiglasliku tähe pinna esimesed detailsed kujutised.
Uuring ilmus hiljuti teadusajakirjasLoodus pealkirja all “Suured granuleerimisrakud hiiglasliku tähe Gru¹ Gruis pinnal”. Uuringut juhtis Claudia Paladini Bruxellesi ülikoolist ning uuringusse kaasati Euroopa Lõuna vaatluskeskuse, Nizza Sophia-Antipoli ülikooli, Georgia Riikliku Ülikooli, Grenoble'i Alpi ülikooli, Uppsala Ülikooli, Viini ülikooli ja ülikooli liikmed. of Exeter.
Uuringu huvides kasutas meeskond ESO väga suure teleskoobi interferomeetril (VLTI) täpsusintegreeritud integreeritud optika lähi-infrapuna pildistamise ekspertiimi (PIONIER), et jälgida tähte known¹ Gruis. Asub 530 valgusaasta kaugusel Maast Grusi (kraana) tähtkujus, Π1 Gruis on lahe punane hiiglane. Kuigi see on sama mass kui meie Päike, on see 350 korda suurem ja mitu tuhat korda hele.
Astronoomid on aastakümnete vältel püüdnud punaste hiiglaste uurimisega lähemalt tutvuda tähtede konvektsiooniomaduste ja evolutsiooniga. Need on peamised järjestustähed, kui nad on oma vesinikkütuse ammendanud ja paisunud sadu kordi normaalse läbimõõduga. Kahjuks on enamiku ülimagusate tähtede konvektsioonivõimete uurimine olnud keeruline, kuna nende pinnad on sageli tolmu varjatud.
Pärast interferomeetriliste andmete saamist Π kohta1 Gruis 2014. aasta septembris tugines meeskond tähe pinna kujutiste koostamisel piltide rekonstrueerimise tarkvarale ja algoritmidele. Need võimaldasid meeskonnal tähe konvektsioonimustrid kindlaks teha, valides välja selle graanulid - suured teralised laigud pinnal, mis tähistavad konvektiivse raku ülaosa.
See oli esimene kord, kui selliseid pilte luuakse ja need kujutavad endast suurt läbimurret, kui rääkida meie arusaamast, kuidas tähed vananevad ja arenevad. Nagu selgitas Georgia osariigi ülikooli abiprofessor ja uuringu kaasautor dr Fabien Baron:
„See on esimene kord, kui meil on selline hiiglaslik täht, millel on üheselt mõistetav pilt selle detailsuse tasemega. Põhjus on selles, et üksikasjadele, mida me vaatluste jaoks kasutatud teleskoobi suurusest lähtuvalt näeme, on piiratud piir. Selle paberi jaoks kasutasime interferomeetrit. Mitme teleskoobi valgus ühendatakse, et ületada iga teleskoobi piir, saavutades seega eraldusvõime, mis on samaväärne palju suurema teleskoobiga. ”
See uuring on eriti märkimisväärne, kuna Π1 Gruis on elu viimases suuremas faasis ja meenutab seda, milline näeb välja meie Päike, kui ta on oma eluea lõpus. Teisisõnu, kui meie Päike ammendab oma vesinikkütuse umbes viie miljardi aasta jooksul, laieneb see märkimisväärselt, et saada punaseks hiiglaslikuks täheks. Sel hetkel on see piisavalt suur, et hõlmata Merkuuri, Veenust ja võib-olla isegi Maad.
Seetõttu annab selle tähe uurimine teadlastele ülevaate meie Päikese edaspidisest tegevusest, omadustest ja väljanägemisest. Näiteks on meie Päikesel umbes kaks miljonit konvektiivset rakku, mille läbimõõt on tavaliselt 2000 km (1243 mi). Uuringu põhjal hindab meeskond, et of pindala1 Gruisil on keeruline konvektiivne muster, graanulite mõõtmetega horisontaalselt umbes 1,2 x 10 ^ 8 km (62,137,119 mi) või 27 protsenti tähe läbimõõdust.
See on kooskõlas astronoomide ennustatuga, mille kohaselt peaks hiiglaslikel ja ülimagustel tähtedel olema madala pinna gravitatsiooni tõttu vaid mõned suured konvektiivsed rakud. Nagu parun märkis:
Need pildid on olulised, kuna graanulite suurus ja arv pinnal sobivad väga hästi mudelitega, mis ennustavad, mida peaksime nägema. See ütleb meile, et meie staarimudelid pole reaalsusest kaugel. Oleme ilmselt sedalaadi tähtede mõistmiseks õigel teel. ”
Üksikasjalik kaart näitas ka pinnatemperatuuri erinevusi, mis ilmnesid tähe pinna eri värvides. See on kooskõlas ka sellega, mida teame tähtedest, kus temperatuuri kõikumised näitavad sees toimuvaid protsesse. Temperatuuri tõustes ja langedes muutuvad kuumemad, vedelamad alad heledamaks (näivad valged), jahedamad ja tihedamad alad muutuvad tumedamaks (punaseks).
Vaadates tulevikku, tahavad Paladini ja tema meeskond hiiglaslike tähtede pinnast veelgi üksikasjalikumaid pilte luua. Selle peamine eesmärk on olla võimeline nende graanulite arengut pidevalt jälgima, selle asemel, et saada lihtsalt erinevatest ajapunktidest pilte.
Nendest ja samalaadsetest uuringutest ei saa me tõenäoliselt ainult teada saada erinevat tüüpi tähtede moodustumise ja evolutsiooni kohta meie universumis; saame kindlasti ka parema ülevaate meie päikesesüsteemi toimimisest.
