Uzyskano pierwszą mapę ruchu materii na gwieździe niż Słońce

Dzięki wykorzystaniu interferometru VLTI naukowcom udało się uzyskać obraz powierzchni gwiazdy Antares, najbardziej szczegółowy w historii tego typu badań. Opracowano także mapę prędkości materii w atmosferze tej gwiazdy – poinformowało Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).

Gwiazdę Antares - świecącą jasnym czerwonym blaskiem w konstelacji Skorpiona - widać gołym okiem. Astronomowie wiedzą, że jest to czerwony nadolbrzym, gigantyczna i względnie chłodna gwiazda w późnym stadium swojej ewolucji - w trakcie procesu, dzięki któremu stanie się supernową. Na początku swojej ewolucji gwiazda ta miała ponad 15 razy większą masę niż Słońce, a obecnie jest to 12 mas Słońca. Z kolei średnica Antaresa jest aż 700 razy większa, niż rozmiary Słońca.

Na niebie gwiazdy są punktami, nawet jeśli spojrzymy na nie przez lornetkę czy teleskop. Ale naukowcy potrafią uzyskiwać obrazy powierzchni największych, względnie bliskich gwiazd, stosując technikę obserwacji interferometrycznych.

Zespół badawczy złożony z trójki astronomów pracujących w instytutach naukowych w Chile i w Niemczech użył interferometru VLTI w Obserwatorium Paranal w Chile do wykonania mapy powierzchni Antaresa i zbadania ruchów materii w jego zewnętrznych warstwach.

VLTI działa na zasadzie łączenia światła z kilku oddalonych od siebie teleskopów, wykorzystując technikę interferometrii. Dzięki temu można uzyskiwać bardzo dobrą zdolność rozdzielczą (ostrość) obrazów obiektów astronomicznych. W konfiguracji, w której były prowadzone obserwacje, zastosowano trzy 1,8-metrowe teleskopy i instrument o nazwie AMBER. W ten sposób zarejestrowano obrazy powierzchni Antaresa w podczerwieni.

Następnie naukowcy użyli uzyskanych w ten sposób danych do obliczenia różnicy pomiędzy prędkością gazu atmosferycznego w różnych pozycjach na gwieździe, a średnią prędkością dla całej gwiazdy. Opracowali w ten sposób mapę względnych prędkości materii w atmosferze dla całego dysku gwiazdy Antares. Jest to pierwsza taka mapa opracowana dla gwiazdy innej niż Słońce.

Okazało się, że turbulentny gaz o niskiej gęstości występuje znacznie dalej od gwiazdy, niż przewidywano. Ustalono, iż ruch tego gazu nie może być wynikiem konwekcji (przemieszczania się zimnej materii w dół, a gorącej w górę – taki proces zachodzi np. gdy gotujemy wodę w czajniku), która w przypadku wielu gwiazd przenosi promieniowanie z jądra do zewnętrznych warstw. Do wyjaśnienia zaobserwowanych ruchów potrzebny jest jakiś inny proces, który na razie pozostaje nieznany.

"W jaki sposób gwiazdy takie, jak Antares, tracą masę tak szybko w końcowej fazie swojej ewolucji? Ta zagadka stanowi problemem od ponad pół wieku. VLTI to jedyne urządzenie, które pozwala nam na bezpośrednie pomiary ruchów gazu w rozległej atmosferze Antaresa – co jest kluczowym krokiem w stronę wyjaśnienia tego problemu. Kolejnym wyzwaniem jest zidentyfikowanie co powoduje turbulentne ruchy" - skomentował Keiichi Ohnaka pracujący na Universidad Católica del Norte w Antofagaście w Chile.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Nature”. (PAP)

cza/ zan/