Astronomowie korzystający z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) po raz pierwszy bezpośrednio zaobserwowali granulację na powierzchni odległej gwiazdy – starzejącego się czerwonego olbrzyma π1 Gru w gwiazdozbiorze Żurawia. Powyższe niesamowite zdjęcie wykonane za pomocą instrumentu PIONIER przedstawia komórki konwekcyjne tworzące powierzchnię tej potężnej gwiazdy o średnicy 350 razy większej od średnicy Słońca. Każda z komórek ma średnicę ponad 1/4 średnicy gwiazdy i mierzy ok. 120 milionów kilometrów. Wyniki obserwacji opublikowano w tym tygodniu w periodyku Nature.
Znajdująca się 530 lat świetlnych od Ziemi w kierunku gwiazdozbioru Żurawia (Grus) gwiazda π1 jest chłodnym czerwonym olbrzymem. Jej masa zbliżona jest do masy Słońca, ale gwiazda jest 350 razy większa i kilka tysięcy razy jaśniejsza od Słońca. Nasze Słońce stanie się podobnym czerwonym olbrzymem za jakieś pięć miliardów lat.
ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin
Międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez Claudię Paladini (ESO) wykorzystał instrument PIONIER zainstalowany na należącym do ESO Bardzo Dużym Teleskopie do obserwacji π1 Gruis bardziej szczegółowo niż kiedykolwiek wcześniej. Naukowcy odkryli, że powierzchnia gwiazdy składa się z kilku komórek konwekcyjnych (granuli) o średnicy 120 milionów kilometrów każda. Można zatem powiedzieć, że gdyby granica takiej komórki była na Ziemi, to wewnątrz niej zmieściłaby się także Wenus. Powierzchnie czyli tak zwane fotosfery – wielu olbrzymów przesłonięte są przez pył, który uniemożliwia nam ich obserwacje. Jednak w przypadku π1 Gruis mimo, że mamy do czynienia z pyłem stosunkowo daleko od gwiazdy, to nie przeszkadza nam on w podczerwonych obserwacjach samej gwiazdy.
Kiedy dawno temu π1 Gruis wyczerpała zapasy wodoru do spalania, ta stara gwiazda zakończyła pierwszy etap programu fuzji jądrowej. Gwiazda skurczyła się tracąc energię, co spowodowało wzrost energii do ponad 100 milionów stopni. Te ekstremalne temperatury umożliwiły rozpoczęcie nowego etapu, w którym gwiazda zaczęła spalać hel i tworzyć cięższe atomy węgla i tlenu. Tak intensywnie gorące jądro gwiazdy spowodowało odrzucenie zewnętrznych warstw gwiazdy, przez co jej rozmiary wzrosły ponad stukrotnie. Obecnie gwiazda taką jaką ją widzimy jest zmiennym czerwonym olbrzymem. Jak dotąd jeszcze nikt nie obserwował gwiazdy w takich szczegółach.
Dla porównania, fotosfera Słońca składa się z około dwóch milionów komórek konwekcyjnych o przeciętnej średnicy 1500 kilometrów. Potężne różnice rozmiarów komórek konwekcyjnych między tymi dwoma gwiazdami można tłumaczyć różną grawitacją na powierzchni. π1 Gruis ma masę 1,5 masy Słońca, ale jest dużo, dużo większa, więc charakteryzuje ją dużo niższa grawitacja na powierzchni.
Choć gwiazdy masywniejsze niż osiem mas Słońca kończą swoje życie w eksplozjach supernowych, to mniejsze gwiazdy takie jak ta stopniowo odrzucają swoje zewnętrzne warstwy co prowadzi do powstania przepięknych mgławic planetarnych. Wcześniejsze badania π1 Gruis pozwoliły na zarejestrowanie warstwy materii 0,9 lat świettlnych d gwiazdy centralnej. Materia ta najprawdopodobniej została odrzucona przez gwiazdę jakieś 20 000 lat temu. Ten stosunkowo krótki okres życia gwiazdy trwa zaledwie kilkadziesiąt tysięcy lat.
Źródło: ESO