Tähtitieteilijät vakoilevat punaisen jättiläisen kuplivaa pintaa
Punainen jättiläinen Pi1 Gruis. Tähtitieteilijät käyttivät ESO: n erittäin suurta teleskooppia PIONIER -instrumentin kanssa nähdäkseen sen pinnalla olevat konvektiiviset solut. Jokainen solu kattaa yli neljänneksen tähden halkaisijasta ja noin 75 miljoonan mailin (120 miljoonan kilometrin) leveydestä. Kuva kauttaETTÄ.
Vain muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta, tähtitieteilijät ovat nähneet tähdet pisteinä kautta aikojen, joko silmän tai kaukoputkien avulla. Tähdet ovat todella mahtavia pyörivien kaasujen palloja, jotka loistavat voimakkaasti avaruuteen sisätiloissa tapahtuvien ydinreaktioiden kautta. Mutta kaikki tähdet aurinkomme lisäksi ovat niin kaukana, että jopa kaukoputkien kanssa olemme saaneet hyvin vähän suoraa näkemystä niiden pintaominaisuuksista. Nyt tähtitieteilijät ovat havainneet ensimmäistä kertaa suoraanrakeistuskuviot, aiheutuu massiivisista konvektiovirroista, jotka nousevat tähden sisältä aurinkokuntamme ulkopuolisen tähden pinnalle. Ei ole sattumaa, että tähti on valtava, ikääntyvä punainen jättiläinen Pi1 Gruis, jonka halkaisija on noin 700 kertaa aurinkoamme suurempi. Tähtitieteilijät ovat nähneet jättiläisenkonvektiiviset solutjotka muodostavat tämän valtavan tähden pinnan. Nämä uudet tulokset julkaistaan tällä viikollavertaisarvioitupäiväkirjaLuonto.
Nämä tähtitieteilijät käyttivät havainnon tekemiseen Euroopan eteläisen observatorion (ESO: n) erittäin suurta kaukoputkea yhdessä instrumentin kanssaPIONEER(Precision Integrated-Optics Near-Infrared Imaging ExpeRiment). He sanoivat omissaanlausuntoESO: lta:
Sijainti 530valovuodetMaasta Grusin (Nosturi) tähdistössä, Pi1 Gruis on viileä punainen jättiläinen. Sen massa on suunnilleen sama kuin aurinkomme, mutta se on 700 kertaa suurempi ja useita tuhansia kertoja kirkkaampi. Auringostamme turpoaa tullakseen samanlainen punainen jättiläinen tähti noin viiden miljardin vuoden kuluttua.
Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä, jota johtaaClaudia PaladiniESO: sta… havaitsi, että tämän punaisen jättiläisen pinnalla on vain muutamia konvektiivisia soluja tai rakeita, joiden halkaisija on noin 120 miljoonaa kilometriä - noin neljännes tähden halkaisijasta. Vain yksi näistä rakeista ulottuisi auringosta Venuksen ulkopuolelle. Pinnat - tunnetaan nimellävalokuvat- monet jättimäiset tähdet peittyvät pölystä, mikä haittaa havaintoja. Kuitenkin Pi1 Gruisin tapauksessa, vaikka pölyä on kaukana tähdestä, sillä ei ole merkittävää vaikutusta uusiin infrapunahavaintoihin.
Kun Pi1 Gruisista loppui vety poltettavaksi kauan sitten, tämä muinainen tähti lakkasi olemasta ensimmäinen vaiheydinfuusio -ohjelma. Se kutistui, kun sen energia loppui, jolloin se lämpeni yli 100 miljoonaan asteeseen. Nämä äärimmäiset lämpötilat ruokkivat tähden seuraavaa vaihetta, kun se alkoi sulauttaa heliumia raskaampiin atomeihin, kuten hiileen ja happiin. Tämä voimakkaasti kuuma ydin karkotti tähden ulkokerrokset aiheuttaen sen ilmapallon satoja kertoja suuremmaksi kuin sen alkuperäinen koko. Tähti, jonka näemme tänään, on muuttujapunainen jättiläinen.
Toistaiseksi yhden näiden tähtien pintaa ei ole koskaan aikaisemmin kuvattu yksityiskohtaisesti.
Pala aurinkopinnastamme, jossa näkyy auringonpilkku ja auringon rakeisuus. Osittain siksi, että aurinko on kompaktimpi kuin Pi1 Gruis, sillä on miljoonia konvektiivisia soluja vain muutaman sijaan. Kuva Hinode -avaruusaluksen kautta.
Pi1 Gruis on monella tapaa kuin aurinkomme; Molemmat ovat loppujen lopuksi tähtiä, ja niihin kohdistuu monia samoja prosesseja. Mutta kuten ihmisetkin, tähdet voivat olla hyvin erilaisia toisistaan. Pi1 Gruisin massa on hiukan enemmän kuin aurinkomme (noin 1,5 aurinkomassaa) ja paljon suurempi, koska se on kehityksen edistyneemmässä vaiheessa. Tästä syystä - toisin kuin Pi1 Gruisin harvat, erittäin suuret konvektiiviset solut - auringonvalomme fotosfäärissä on noin kaksi miljoonaa konvektiivista solua, joiden tyypilliset halkaisijat ovat vain 1500 kilometriä. ESO: n lausunnossa selitettiin:
Näiden kahden tähden konvektiivisten solujen suuret kokoerot voidaan selittää osittain niiden vaihtelevalla pintapainolla. Pi1 Gruis on vain 1,5 kertaa auringon massa, mutta paljon suurempi, mikä johtaa paljon pienempään painovoimaan ja vain muutamiin erittäin suuriin rakeisiin.
Epäilemättä, jos voisimme nähdä Pi1 Gruisin pinnan vieläkin yksityiskohtaisemmin, olisimme hämmästyneitä sen kauneudesta ja monimutkaisuudesta. Näin on varmasti oman aurinkomme kohdalla, jonka pinnan ovat viime vuosikymmeninä paljastaneet meille avaruusalukset, kuten NASAn Solar Dynamics Observatory, joka otti kuvat alla olevan lumoavan videon tekemiseksi:
ESO huomautti myös, että elämänvaihe, jossa näemme Pi1 Gruisin, on lyhytaikainen tähtien aikataulussa:
Vaikka tähdet, jotka ovat massiivisempia kuin kahdeksan aurinkomassaa, päättävät elämänsä dramaattisissa supernovaräjähdyksissä, tämän kaltaiset vähemmän massiiviset tähdet karkottavat vähitellen ulkokerroksiaan, mikä johtaa kauniisiin planeettojen sumuihin. Aiemmat Pi1 Gruis -tutkimukset löysivät materiaalikuoren, joka oli 0,9 valovuoden päässä keskustähdestä, ja sen uskottiin poistuneen noin 20 000 vuotta sitten. Tämä suhteellisen lyhyt ajanjakso tähden elämässä kestää vain muutamia kymmeniä tuhansia vuosia - verrattuna useiden miljardien kokonaiselämään - ja nämä havainnot paljastavat uuden menetelmän tämän ohikiitävän punaisen jättiläisvaiheen tutkimiseksi.
Alla oleva ESO: n video lähentää Pi1 Gruisia.
Bottom line: Ensimmäistä kertaa tähtitieteilijät ovat nähneet jättimäisiä kuplia, jotka kiertävät aurinkokuntamme ulkopuolella olevan tähden pinnalle. Tähti on ikääntyvä punainen jättiläinen, Pi1 Gruis, joka sijaitsee noin 530valovuodetpois.
Lähde: Suuret rakeistussolut jättitähden Pi1 Gruis pinnalla