Мехури, които са 75 пъти по-големи от Слънцето, кипят на повърхността на далечна звезда

Астрономи направиха снимки на промените по повърхността на звезда, намираща се на 180 светлинни години от нас, които се дължат на постоянния кръговрат на топлината в нея.

Получените три изображения показват променящите се за период от две седмици модели на звездата R Doradus, червен гигант, почти 350 пъти по-голям от Слънцето, който се вълнува и кипи от конвекция, докато преминава през последните етапи от живота си.

Новото изследване отбелязва, че за първи път човечеството успява да изобрази този процес в звезда, различна от тази в центъра на нашата Слънчева система. Промените, които астрономите картографират на повърхността на R Doradus, представляват огромни мехури от нагрят газ, 75 пъти по-големи от това на нашето Слънце, които се издигат на повърхността и отново утихват за много по-кратко време, отколкото астрономите са очаквали.

„За първи път повърхността на реална звезда може да бъде показана по такъв начин“, казва астрономът Вутер Влеммингс от Технологичния университет Чалмерс в Швеция. „Никога не сме очаквали, че данните ще бъдат с толкова високо качество, че да можем да видим толкова много детайли от конвекцията на звездната повърхност.“

R Doradus е идеалният обект за изследване, ако искаме да разберем промените на ниво повърхност на звезди, различни от Слънцето. Тя е много голяма, което означава, че има по-голяма площ. Активността на звездата също е значителна.

Знаем, че в звездите протичат конвекционни процеси, при които топлината, генерирана в ядрото, се изхвърля навън към повърхността. На Слънцето това се наблюдава в конвекционни гранули, които обикновено са с диаметър около 1000 км, което е малко по-малко от щата Тексас. Те се издигат от центъра и намаляват по краищата, като се задържат около 20 минути, преди да се разсеят.

В по-дълбоките слоеве гранулацията е с по-големи мащаби. Мезогранулите представляват гранули, които са с диаметър между 5000 и 10 000 километра, с продължителност на живот около три часа. А супергранулите са с диаметър около 32 000 километра и се задържат около 20 часа.

Влеммингс и колегите му се надяват, че с помощта на мощния телескоп Atacama Large Millimeter/submillimeter Array в Чили ще могат да разберат подробности за този процес в друга звезда, далеч от Слънчевата система. Резултатите им са поразителни.

„Конвекцията създава красивата зърнеста структура, която се вижда на повърхността на нашето Слънце, но е трудно да се засече на други звезди“, казва астрономът Тео Хури от Технологичния университет Чалмърс.

„С помощта на ALMA сега успяхме не само да видим директно конвективни гранули - с размер 75 пъти по-голям от този на нашето Слънце! - но и за първи път да измерим колко бързо се движат.“

Конвекционните гранули са огромни и изследователите не са напълно сигурни защо. Възможно е гранулите на R Doradus да са еквивалент на мезогранулите или супергранулите при червените гиганти или да представляват друг вид гранулация, характерна за звездите червени гиганти. Възможно е също така да са различни видове гранули, които се наслагват една върху друга, за да се получи ясно изразен ефект.

Това, което не можем да направим на този етап, е да съпоставим директно гранулите на R Doradus с познатото поведение на Слънцето. Знаем, че те са свързани с конвекция, но какво прави гранулите толкова огромни, засега не е известно.

Освен това гранулите, наблюдавани на R Doradus, изглежда имат [жизнен] цикъл от около един месец, което е много по-бързо от очакваното, като се има предвид това, което сме наблюдавали на Слънцето.

Но звездите червени гиганти са много различни от Слънцето, което е в средата на своя живот. Червените гигантски звезди са тези, които са изчерпали водорода в центъра си и се захранват с енергия чрез изгаряне на обвивка, което представлява синтез на водород в обвивка около ядрото. Този процес раздува звездата до многократно по-голям размер от първоначалния ѝ. Астрономите прогнозират, че във фазата на червен гигант Слънцето вероятно ще се разшири до орбитата на Марс.

Съществуват редица ограничения за това какво можем да наблюдаваме от такива огромни разстояния. Ето защо все още има много неща, които не знаем за червените гиганти. Много краткият живот на конвекционните гранули в сравнение със слънчевите може да е просто нещо обичайно на този късен етап от живота на звездата.

„Все още не знаем каква е причината за тази разлика. Изглежда, че конвекцията се променя с напредването на възрастта на звездата по начин, който все още не разбираме“, казва Влеммингс.

Снимките на R Doradus представляват първата и много важна стъпка към разбирането на тези особени промени.

Изследването е публикувано в Nature.

Източник: Obekti.bg