Vedci sledovali v doteraz najdetailnejšom videu obrie horúce bubliny plynu 75-krát väčšie ako Slnko na povrchu červeného obra R Doradus.
Zábery z povrchu červeného obra R Doradus. Zdroj: ESO. Autor: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings et al.
Astronómom sa po prvýkrát podarilo zachytiť inú hviezdu ako Slnko v takom detaile, ktorý umožnil sledovať pohyb bublín plynu na jej povrchu. Snímky hviezdy R Doradus urobili v júli a auguste roku 2023 interferometrom ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) – teleskopom, ktorý prevádzkuje aj Európske južné observatórium (ESO).
Obrie horúce bubliny
Na snímkach môžeme sledovať obrie horúce bubliny plynu, ktoré sú 75-krát väčšie než Slnko, ako sa vynárajú na povrchu hviezdy a opäť miznú v jej útrobách, a to rýchlejšie, ako vedci očakávali.
„Takto sme bublajúci povrch naozajstnej hviezdy ešte nikdy nevideli [1],“ povedal Wouter Vlemmings, profesor na Chalmers University of Technology vo Švédsku a hlavný autor štúdie, ktorá bola uverejnená v časopise Nature. „Ani vo sne by nám nenapadlo, že dáta budú také kvalitné, aby sme mohli vidieť toľko detailov konvekcie na povrchu hviezdy.“
Energia z jadrovej fúzie
V jadrách hviezd prebieha jadrová fúzia, ktorá produkuje energiu. Táto energia sa dostáva na povrch hviezdy v obrovských bublinách horúceho plynu. Následne sa ochladzujú a klesajú – princíp ako v lávovej lampe.
Týmto pohybom, známym ako konvekcia, sa ťažké prvky ako uhlík a dusík vznikajúce v jadre rozptyľujú po celej hviezde. Vedci sa domnievajú, že konvekcia je tiež zodpovedná za hviezdny vietor, ktorý tieto prvky transportuje do vesmíru, kde potom utvárajú nové hviezdy a planéty.
Konvekčné pohyby, ktoré boli doteraz podrobne sledované len na Slnku, sa vedcom podarilo zachytiť aj na povrchu hviezdy R Doradus. Ďalekohľad ALMA zbieral snímky z povrchu hviezdy R Doradus v priebehu jedného mesiaca.
Červený obor R Doradus
R Doradus je červený obor s priemerom zhruba 350-krát väčším ako Slnko. Nachádza sa asi 180 svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Dorado (Mečiar). Jeho veľkosť a blízkosť k Zemi z neho robí ideálny cieľ na detailné pozorovania.
Navyše je jeho hmotnosť podobná hmotnosti Slnka. To znamená, že R Doradus je pravdepodobne dosť podobný tomu, ako bude naše Slnko vyzerať o päť miliárd rokov, keď sa z neho stane červený obor.
„Konvekcia vytvára nádhernú granulovanú štruktúru, ktorú môžeme pozorovať na povrchu nášho Slnka, pri iných hviezdach ju možno pozorovať však len veľmi ťažko,“ dodáva Theo Khouri, vedecký pracovník z Chalmers University of Technology, ktorý je spoluautorom štúdie. „Vďaka ďalekohľadu ALMA sme teraz mohli nielen priamo pozorovať tieto granuly s veľkosťou 75-krát väčšou než naše Slnko, ale tiež prvýkrát zmerať, ako rýchlo sa pohybujú.“
Pohybujú sa v mesačnom cykle
Zdá sa, že granuly hviezdy R Doradus sa pohybujú v mesačnom cykle, čo je rýchlejšie, než vedci očakávali na základe fungovania konvekcie vnútri Slnka. „Zatiaľ nepoznáme príčinu týchto rozdielov. Zdá sa, že konvekcia sa s pribúdajúcim vekom hviezdy mení spôsobom, ktorému dosiaľ nerozumieme,“ hovorí Vlemmings. Tieto pozorovania nám pomáhajú pochopiť, ako sa správajú hviezdy ako Slnko, keď sa stanú takými chladnými, veľkými a búrlivými, ako je R Doradus.
„Je úžasné, že teraz môžeme priamo zobrazovať detaily na povrchu takých vzdialených hviezd a pozorovať priebeh fyzikálnych dejov, ktoré boli doteraz väčšinou pozorovateľné len na našom Slnku,“ uzatvára Behzad Bojnordi Arbab, doktorand na Chalmers University of Technology, ktorý sa tiež podieľal na štúdii.
Výskum bol prezentovaný v článku s názvom One month convection timescale on the surface of a giant evolved star, ktorý uverejnil časopis Nature.
Poznámky
[1] Konvekčné bubliny boli už skôr podrobne pozorované na povrchu hviezd, okrem iného pomocou prístroja PIONIER na interferometri ďalekohľadu ESO Very Large Telescope. Nové pozorovania ďalekohľadom ALMA však sledujú pohyb bublín spôsobom, ktorý dodnes nebol možný.
Zdroj: TS ESO
(zh)
