Când vine vorba de a privi dincolo de sistemul nostru solar, astronomii sunt adesea nevoiți să teoretizeze despre ceea ce nu știu pe baza a ceea ce fac. Pe scurt, trebuie să se bazeze pe ceea ce am învățat studiind Soarele și planetele din propriul nostru sistem solar pentru a face ghiciri educate despre modul în care alte sisteme stelare și corpurile lor respective s-au format și au evoluat.
De exemplu, astronomii au aflat multe lucruri de la Soarele nostru despre modul în care convecția joacă un rol major în viața stelelor. Până acum, nu au fost în măsură să efectueze studii detaliate ale suprafețelor altor stele din cauza distanțelor și a factorilor lor obscuritori. Cu toate acestea, într-o primă istorie, o echipă internațională de oameni de știință a creat recent primele imagini detaliate ale suprafeței unei stele uriașe roșii situate la aproximativ 530 de ani lumină.
Studiul a apărut recent în revista științificăNatură sub titlul „Celule mari de granulație de pe suprafața stelei uriașe Π¹ Gruis“. Studiul a fost condus de Claudia Paladini de la Université libre de Bruxelles și a inclus membri de la Observatorul European din Sud, Universitatea Nice Sophia-Antipolis, Universitatea de Stat din Georgia, Universitatea Grenoble Alpes, Universitatea Uppsala, Universitatea din Viena și Universitatea din Exeter.
În scopul studiului lor, echipa a folosit instrumentul de precizie integrată-optică aproape în infraroșu ExpeRiment (PIONIER) de pe interferometrul foarte mare al telescopului (VLTI) din ESO pentru a observa steaua cunoscută sub numele de Π¹ Gruis. Situat la 530 de ani lumină de Pământ în constelația Grus (Macara), Π1 Gruis este un uriaș roșu rece. Deși este aceeași masă ca Soarele nostru, este de 350 de ori mai mare și de câteva mii de ori mai luminos.
Timp de zeci de ani, astronomii au căutat să afle mai multe despre proprietățile de convecție și evoluția stelelor, studiind giganții roșii. Acestea sunt cele care devin principalele stele ale secvenței odată ce și-au epuizat combustibilul cu hidrogen și s-au extins până a devenit de sute de ori diametrul lor normal. Din păcate, studierea proprietăților de convecție ale majorității stelelor supergigante a fost o provocare, deoarece suprafețele lor sunt deseori închise de praf.
După obținerea datelor interferometrice pe Π1 Gruis în septembrie 2014, echipa s-a bazat apoi pe software-ul de reconstrucție a imaginilor și algoritmi pentru a compune imagini de pe suprafața stelei. Acestea au permis echipei să determine modelele de convecție ale stelei, alegând „granulele” sale, marile pete granuloase de pe suprafață care indică partea superioară a unei celule convective.
Aceasta a fost prima dată când astfel de imagini au fost create și reprezintă o descoperire majoră când vine vorba de înțelegerea modului în care evoluează și evoluează stelele. După cum a explicat dr. Fabien Baron, profesor asistent la Universitatea de Stat din Georgia și coautor la studiu:
„Este pentru prima dată când avem o astfel de stea uriașă care este imagistică fără echivoc cu acel nivel de detalii. Motivul este că există o limită la detaliile pe care le putem vedea pe baza dimensiunii telescopului folosit pentru observații. Pentru această lucrare, am folosit un interferometru. Lumina de la mai multe telescoape este combinată pentru a depăși limita fiecărui telescop, obținând astfel o rezoluție echivalentă cu cea a unui telescop mult mai mare. "
Acest studiu este deosebit de important deoarece Π1 Gruis se află în ultima fază majoră a vieții și seamănă cu cum va arăta Soarele nostru atunci când va fi la sfârșitul vieții sale. Cu alte cuvinte, când Soarele nostru își epuizează combustibilul cu hidrogen în aproximativ cinci miliarde de ani, se va extinde semnificativ pentru a deveni o stea uriașă roșie. În acest moment, va fi suficient de mare pentru a cuprinde Mercur, Venus și poate chiar Pământul.
Drept urmare, studierea acestei stele va oferi oamenilor de știință o perspectivă asupra activității viitoare, a caracteristicilor și aspectului Soarelui nostru. De exemplu, Soarele nostru are aproximativ două milioane de celule convective care măsoară de obicei 2.000 km (1243 mi) în diametru. Pe baza studiului lor, echipa estimează că suprafața de Π1 Gruis are un model complex convectiv, granulele măsurând aproximativ 1,2 x 10 ^ 8 km (62.137.119 mi) orizontal sau 27 la sută din diametrul stelei.
Acest lucru este în concordanță cu ceea ce au prezis astronomii, care a fost că stelele uriașe și supergigante ar trebui să aibă doar câteva celule convective mari, din cauza gravitației lor de suprafață scăzute. După cum a indicat Baron:
„Aceste imagini sunt importante, deoarece dimensiunea și numărul de granule de pe suprafață se potrivesc foarte bine cu modelele care prezic ceea ce ar trebui să vedem. Asta ne spune că modelele noastre de stele nu sunt departe de realitate. Probabil că suntem pe drumul cel bun pentru a înțelege aceste tipuri de stele. "
Harta detaliată a indicat, de asemenea, diferențele de temperatură a suprafeței, care erau evidente din culorile diferite de pe suprafața stelei. Acest lucru este, de asemenea, în concordanță cu ceea ce știm despre stele, unde variațiile de temperatură sunt indicative pentru procesele care se desfășoară în interior. Pe măsură ce temperaturile cresc și scad, zonele mai calde, mai fluide devin mai luminoase (apar alb), în timp ce zonele mai reci și mai dense devin mai întunecate (roșii).
Privind în viitor, Paladini și echipa ei vor să creeze imagini și mai detaliate ale suprafeței stelelor uriașe. Scopul principal este acela de a putea urmări evoluția acestor granule în mod continuu, decât de a obține instantanee din diferite puncte în timp.
Din aceste studii și similare, nu este probabil să aflăm mai multe despre formarea și evoluția diferitelor tipuri de stele din Universul nostru; de asemenea, suntem siguri că vom înțelege mai bine pentru ce este sistemul nostru solar.
