Vairāk nekā 400 gadu laikā gan profesionāli, gan amatieri astronomi ir īpaši ieinteresēti novērot Mira zvaigznes - mainīgo sarkano milžu klasi, kas slavena ar pulsācijām, kas ilgst 80–1 000 dienas un liek to redzamajam spilgtumam mainīties desmit reizes. vai vairāk cikla laikā.
Starptautiska astronomu komanda, kuru vada Gajs Perrins no Parīzes observatorijas / LESIA (Meudona, Francija) un Stefans Ridžvejs no Nacionālās optiskās astronomijas observatorijas (Tuksona, Arizona, ASV), ir izmantojuši interferometrijas paņēmienus, lai novērotu piecu Mira zvaigžņu tuvās vides, un bija pārsteigti, uzzinot, ka zvaigznes ieskauj gandrīz caurspīdīgs ūdens tvaiku apvalks un, iespējams, oglekļa monoksīds un citas molekulas. Šis apvalks piešķir zvaigznēm maldinoši lielu šķietamo izmēru. Caur šo slāni, izmantojot vairāku teleskopu kombinēto gaismu, komanda atklāja, ka Mira zvaigznes, iespējams, ir tikai uz pusi lielākas, nekā tika uzskatīts iepriekš.
"Šis atklājums novērš novārtā esošās neatbilstības starp Mira zvaigžņu lieluma novērojumiem un modeļiem, kas apraksta to sastāvu un pulsāciju, kuri tagad var redzēt, ka tie visumā vienojas," Ridžvijs skaidro. Pārskatītais attēls ir tāds, ka Mira zvaigznes ir ļoti spoži, bet salīdzinoši normālas asimptotiskas milzu zaru zvaigznes, bet tām ir rezonējoša pulsācija, kas virza to lielo mainīgumu.
Mira zvaigznes ir īpaši interesantas, jo pēc izmēra tās ir līdzīgas Saulei un tās iziet vēlīnā tā paša evolūcijas ceļa posmā, ko piedzīvos visas vienas Saules masas zvaigznes, ieskaitot Sauli. Tāpēc šīs zvaigznes ilustrē mūsu Saules likteni piecu miljardu gadu laikā no šī brīža. Ja šāda zvaigzne, ieskaitot apkārtējo apvalku, atrastos Saules vietā mūsu Saules sistēmā, tās tvaikojošais apvalks pārsniegtu Marsa orbītu.
Lai arī sarkano milzu zvaigznes ir diametrā ļoti lielas (līdz dažiem simtiem saules rādiusa), tās ir līdzīgas cilvēka acīm bez acīm uz Zemes, un pat lielākie teleskopi nespēj atšķirt to virsmas. Šo izaicinājumu var pārvarēt, apvienojot signālus no atsevišķiem teleskopiem, izmantojot paņēmienu, ko sauc par astronomisko interferometriju, kas ļauj izpētīt ļoti sīkas detaļas Mira zvaigžņu tiešā apkārtnē. Galu galā var rekonstruēt novēroto zvaigžņu attēlus.
Mira zvaigznes ir nosauktas pēc pirmā šāda zināma objekta - Mira (vai Omicron Ceti). Viens no iespējamiem to ievērojamās mainības skaidrojumiem ir tas, ka katrā ciklā tiek ražots liels daudzums materiālu, ieskaitot putekļus un molekulas. Šis materiāls bloķē lielu daļu izejošā zvaigžņu starojuma, līdz materiāls tiek atšķaidīts ar izplešanos. Tāpēc Mira zvaigžņu tuvākā vide ir ļoti sarežģīta, un centrālā objekta īpašības ir grūti novērot.
Lai izpētītu šo zvaigžņu ciešo vidi, Perrīna un Ridžveja vadītā komanda veica novērojumus Smitsona astrofizikas observatorijas Arizonā infrasarkanā-optiskā teleskopa masīvā (IOTA). IOTA ir Miķelsona zvaigžņu interferometrs, kura divas rokas veido L formas masīvu. Tas darbojas ar trim kolektoriem, kurus var izvietot dažādās stacijās uz katras rokas. Šajā pētījumā novērojumi tika veikti vairākos viļņu garumos, izmantojot dažādus teleskopu attālumus no 10 līdz 38 metriem.
Pēc šiem novērojumiem komanda spēja rekonstruēt zvaigžņu spilgtuma variācijas pa katras zvaigznes virsmu. Var atklāt detalizētu informāciju līdz aptuveni 10 miliokaundēm. Salīdzinājumam - Mēness attālumā tas atbilstu tādu funkciju redzēšanai, kuru izmērs nepārsniedz 20 metrus.
Novērojumi tika veikti pie tuvu infrasarkanā viļņa garuma, kas ir īpaši svarīgi ūdens tvaiku un oglekļa monoksīda izpētei. Komanda aizdomājās par šo molekulu lomu pirms dažiem gadiem, un to neatkarīgi apstiprināja novērojumi ar Infrasarkanās kosmosa observatoriju. Jaunie novērojumi, izmantojot IOTA, skaidri parāda, ka Mira zvaigznes ieskauj molekulārs ūdens tvaiku slānis un vismaz dažos gadījumos oglekļa monoksīds. Šī slāņa temperatūra ir aptuveni 2000 K, un tas stiepjas līdz apmēram vienam zvaigžņu rādiusam virs zvaigžņu fotosfēras jeb aptuveni 50 procentiem no novērotā parauga Mira zvaigžņu diametra.
Iepriekšējie Mira zvaigžņu interferometriskie pētījumi ļāva novērtēt zvaigžņu diametru, ko ietekmēja molekulārā slāņa klātbūtne, un tādējādi tika daudz pārvērtēts. Šis jaunais rezultāts parāda, ka Mira zvaigznes ir apmēram uz pusi lielākas, nekā tika uzskatīts iepriekš.
Jaunie komandas iesniegtie novērojumi tiek interpretēti modeļa ietvaros, kas mazina plaisu starp novērojumiem un teoriju. Ļoti iespējams, ka telpa starp zvaigznes virsmu un molekulāro slāni satur gāzi, piemēram, atmosfēru, bet novērotajos viļņu garumos tā ir samērā caurspīdīga. Redzamā gaismā molekulārais slānis ir diezgan necaurspīdīgs, radot iespaidu, ka tā ir virsma, bet infrasarkanā starojumā tā ir plāna un caur to var redzēt zvaigzni.
Šis modelis ir pirmais, kas izskaidro Mira zvaigžņu struktūru plašā spektra viļņu garumā, sākot no redzamā līdz vidum-infrasarkanajam, un ir atbilstošs to pulsācijas teorētiskajām īpašībām. Tomēr molekulu slāņa klātbūtne tālu virs zvaigžņu virsmas joprojām ir nedaudz noslēpumaina. Slānis ir pārāk augsts un blīvs, lai to atbalstītu tikai atmosfēras spiediens. Zvaigznes pulsācijām, iespējams, ir nozīme molekulārā slāņa veidošanā, bet mehānisms vēl nav saprotams.
Tā kā Mira zvaigznes attēlo Saulei līdzīgu zvaigžņu novēlotu evolūcijas posmu, būs ļoti interesanti labāk aprakstīt procesus, kas notiek tajās un ap tām, kā priekšnojauta par pašas Saules gaidāmo likteni tālā nākotnē. Mira zvaigznes kosmosā izvada lielu daudzumu gāzes un putekļu, parasti apmēram vienu trešdaļu Zemes masas gadā, tādējādi nodrošinot vairāk nekā 75 procentus no galaktikā esošajām molekulām. Ogleklis, slāpeklis, skābeklis un citi elementi, no kuriem mēs esam izgatavoti, lielākoties tika ražoti šādu zvaigžņu iekšpusē (ar smagākiem elementiem, kas nāk no supernovām), un pēc tam ar šī masas zuduma palīdzību tiek atgriezti kosmosā, lai kļūtu par daļu no jaunām zvaigznēm un planētām. . Interferometrijas nogatavināšanas paņēmiens atklāj Mira atmosfēras detaļas, ļaujot zinātniekiem pievērst uzmanību molekulu un putekļu rašanās un izmešanas novēršanai un izpratnei, jo šīs zvaigznes atkārto savu saturu astronomiskajā mērogā.
Raksts? Mira zvaigznīšu atklāšana aiz molekulām: molekulārā slāņa modeļa apstiprināšana ar šauras joslas tuvās un infrasarkanās interferometrijas palīdzību? Perrin et al., parādīsies gaidāmajā žurnāla Astronomy & Astrophysics numurā.
Oriģinālais avots: NOAO ziņu izlaidums
