Όταν πρόκειται να κοιτάξουμε πέρα από το Ηλιακό μας Σύστημα, οι αστρονόμοι αναγκάζονται συχνά να θεωρούν τι δεν γνωρίζουν με βάση το τι κάνουν. Εν ολίγοις, πρέπει να βασίζονται σε αυτά που μάθαμε μελετώντας τον Ήλιο και τους πλανήτες από το δικό μας Ηλιακό Σύστημα, προκειμένου να κάνουμε μορφωμένες υποθέσεις για το πώς άλλαξαν τα αστρικά συστήματα και τα αντίστοιχα σώματά τους.
Για παράδειγμα, οι αστρονόμοι έχουν μάθει πολλά από τον Ήλιο μας για το πώς η μεταφορά διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη ζωή των αστεριών. Μέχρι τώρα, δεν ήταν σε θέση να πραγματοποιήσουν λεπτομερείς μελέτες των επιφανειών άλλων αστεριών λόγω των αποστάσεων και των παρακωλυτικών παραγόντων τους. Ωστόσο, σε μια ιστορική πρώτη, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων δημιούργησε πρόσφατα τις πρώτες λεπτομερείς εικόνες της επιφάνειας ενός κόκκινου γιγαντιαίου αστεριού που βρίσκεται περίπου 530 έτη φωτός μακριά.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικόΦύση με τον τίτλο «Μεγάλα κύτταρα κοκκοποίησης στην επιφάνεια του γιγαντιαίου αστεριού Π¹ Gruis». Η μελέτη έγινε υπό την ηγεσία της Claudia Paladini του Université libre de Bruxelles και περιελάμβανε μέλη από το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο, το Πανεπιστήμιο Nice Sophia-Antipolis, το Πανεπιστήμιο της Γεωργίας, το Πανεπιστήμιο Grenoble Alpes, το Πανεπιστήμιο της Ουψάλα, το Πανεπιστήμιο της Βιέννης και το Πανεπιστήμιο του Έξετερ.
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα χρησιμοποίησε το όργανο Precision Integrated-Optics Near-infrared Imaging ExpeRiment (PIONIER) στο Interferometer Very Large Telescope (VLTI) του ESO για να παρατηρήσει το αστέρι που είναι γνωστό ως Π¹ Gruis. Βρίσκεται 530 έτη φωτός από τη Γη στον αστερισμό του Grus (The Crane), Π1 Ο Gruis είναι ένας δροσερός κόκκινος γίγαντας. Ενώ είναι η ίδια μάζα με τον Ήλιο μας, είναι 350 φορές μεγαλύτερη και αρκετές χιλιάδες φορές πιο φωτεινή.
Για δεκαετίες, οι αστρονόμοι προσπάθησαν να μάθουν περισσότερα για τις ιδιότητες μεταφοράς και την εξέλιξη των αστεριών μελετώντας τους κόκκινους γίγαντες. Αυτά είναι τα κύρια αστέρια ακολουθίας μόλις εξαντλήσουν τα καύσιμα υδρογόνου τους και επεκταθούν σε εκατοντάδες φορές την κανονική τους διάμετρο. Δυστυχώς, η μελέτη των ιδιοτήτων μεταφοράς των περισσότερων υπερκείμενων αστεριών ήταν δύσκολη επειδή οι επιφάνειές τους συχνά κρύβονται από σκόνη.
Μετά τη λήψη ενδομετρικών δεδομένων στο Π1 Ο Gruis τον Σεπτέμβριο του 2014, η ομάδα στηρίχθηκε στη συνέχεια σε λογισμικό και αλγόριθμους ανακατασκευής εικόνων για να συνθέσει εικόνες της επιφάνειας του αστεριού. Αυτά επέτρεψαν στην ομάδα να προσδιορίσει τα μοτίβα μεταφοράς του αστεριού επιλέγοντας τους «κόκκους» του, τα μεγάλα κοκκώδη σημεία στην επιφάνεια που δείχνουν την κορυφή ενός κυττάρου μεταφοράς.
Αυτή ήταν η πρώτη φορά που δημιουργήθηκαν τέτοιες εικόνες και αντιπροσωπεύουν μια σημαντική ανακάλυψη όσον αφορά την κατανόησή μας για το πώς γερνούν τα αστέρια και εξελίσσονται. Όπως εξήγησε ο Δρ Fabien Baron, επίκουρος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Πολιτείας της Γεωργίας και συν-συγγραφέας της μελέτης:
«Είναι η πρώτη φορά που έχουμε ένα τόσο τεράστιο αστέρι που απεικονίζεται αναμφίβολα με αυτό το επίπεδο λεπτομερειών. Ο λόγος είναι ότι υπάρχει ένα όριο στις λεπτομέρειες που μπορούμε να δούμε με βάση το μέγεθος του τηλεσκοπίου που χρησιμοποιείται για τις παρατηρήσεις. Για αυτό το έγγραφο, χρησιμοποιήσαμε ένα συμβολόμετρο. Το φως από διάφορα τηλεσκόπια συνδυάζεται για να ξεπεράσει το όριο κάθε τηλεσκοπίου, επιτυγχάνοντας έτσι μια ανάλυση ισοδύναμη με εκείνη ενός πολύ μεγαλύτερου τηλεσκοπίου. "
Αυτή η μελέτη είναι ιδιαίτερα σημαντική γιατί Π1 Ο Gruis στην τελευταία μεγάλη φάση της ζωής και μοιάζει με τον ήλιο μας όταν θα είναι στο τέλος της διάρκειας ζωής του. Με άλλα λόγια, όταν ο Ήλιος μας εξαντλήσει τα καύσιμα υδρογόνου του σε περίπου πέντε δισεκατομμύρια χρόνια, θα επεκταθεί σημαντικά για να γίνει ένα κόκκινο γιγαντιαίο αστέρι. Σε αυτό το σημείο, θα είναι αρκετά μεγάλο ώστε να περιλαμβάνει τον Ερμή, την Αφροδίτη και ίσως ακόμη και τη Γη.
Ως αποτέλεσμα, η μελέτη αυτού του αστεριού θα δώσει στους επιστήμονες μια εικόνα για τη μελλοντική δραστηριότητα, τα χαρακτηριστικά και την εμφάνιση του Ήλιου μας. Για παράδειγμα, ο Ήλιος μας έχει περίπου δύο εκατομμύρια κυψελίδες που συνήθως έχουν διάμετρο 2.000 km (1243 mi). Με βάση τη μελέτη τους, η ομάδα εκτιμά ότι η επιφάνεια του Π1 Το Gruis έχει ένα περίπλοκο σύστημα μεταφοράς, με κόκκους διαστάσεων περίπου 1,2 x 10 ^ 8 km (62.137.119 mi) οριζόντια ή 27 τοις εκατό της διαμέτρου του αστεριού.
Αυτό είναι σύμφωνο με αυτό που οι αστρονόμοι έχουν προβλέψει, που ήταν ότι τα γιγαντιαία και υπερκείμενα αστέρια θα έπρεπε να έχουν μόνο μερικά μεγάλα κυτταρικά κύτταρα λόγω του χαμηλού τους επιφανειακού βάρους. Όπως ανέφερε ο Βαρόνος:
«Αυτές οι εικόνες είναι σημαντικές επειδή το μέγεθος και ο αριθμός των κόκκων στην επιφάνεια ταιριάζουν πραγματικά πολύ καλά με μοντέλα που προβλέπουν τι πρέπει να βλέπουμε. Αυτό μας λέει ότι τα μοντέλα των αστεριών μας δεν απέχουν πολύ από την πραγματικότητα. Είμαστε πιθανώς στο σωστό δρόμο για να κατανοήσουμε αυτά τα είδη αστεριών. "
Ο λεπτομερής χάρτης έδειξε επίσης διαφορές στη θερμοκρασία της επιφάνειας, οι οποίες ήταν εμφανείς από τα διαφορετικά χρώματα στην επιφάνεια του αστεριού. Αυτό είναι επίσης σύμφωνο με όσα γνωρίζουμε για τα αστέρια, όπου οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας είναι ενδεικτικές των διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα μέσα. Καθώς οι θερμοκρασίες αυξάνονται και πέφτουν, οι θερμότερες, πιο υγρές περιοχές γίνονται πιο φωτεινές (εμφανίζονται λευκές) ενώ οι ψυχρότερες, πιο πυκνές περιοχές γίνονται πιο σκούρες (κόκκινο).
Κοιτώντας μπροστά, η Paladini και η ομάδα της θέλουν να δημιουργήσουν ακόμη πιο λεπτομερείς εικόνες της επιφάνειας των γιγαντιαίων αστεριών. Ο κύριος στόχος αυτού είναι να είμαστε σε θέση να παρακολουθούμε συνεχώς την εξέλιξη αυτών των κόκκων, αντί να λαμβάνουμε στιγμιότυπα διαφορετικών σημείων στο χρόνο.
Από αυτές και παρόμοιες μελέτες, δεν είναι μόνο πιθανό να μάθουμε περισσότερα για το σχηματισμό και την εξέλιξη διαφορετικών τύπων αστεριών στο Σύμπαν μας. είμαστε επίσης σίγουροι ότι θα κατανοήσουμε καλύτερα τι είναι το ηλιακό μας σύστημα.
