Zvětšit obrázek

Observatoř Mt. Hopkins (Arizona) se systémem infračervených dalekohledů IOTA Credit: IOTA/CfA

Sam Ragland použil Arizonský infračervený a optický systém teleskopů IOTA (Arizona"s Infrared-Optical Telescope Array) a spojením 3 dalekohledů získal detailní pohled na staré červené obří hvězdy, které představují konečný osud našeho Slunce.

Zvětšit obrázek

Observatoř z jiného pohledu.

Téměř u třetiny rudých obrů, které zkoumal, nezářil celý povrch rovnoměrně. Možná je pokryt velkými skvrnami nebo oblaky (obdoba Slunce) nebo tyto hvězdy jsou obklopeny rázovými vlnami, vytvořenými pulzujícími obálkami, nebo dokonce planetami.

„Automaticky se předpokládá, že hvězdy musí být symetrické plynové koule,“ řekl Ragland, specialista na interferometrii. „Ale 30% z těchto rudých obrů vykazuje asymetrii, která má význam pro závěrečná stádia vývoje hvězd, kdy se hvězdy, jako je Slunce, nakonec vyvinou v planetární mlhoviny.“

Zvětšit obrázek

Jeden z infračervených dalekohledů IOTA. Credit: IOTA/CfA

Výsledky získané Raglandem a jeho kolegy také dokázaly, že je možné spojovat dalekohledy do trojic nebo čtveřic, popř. šestic, aby infračerveným dalekohledem získali obrazy v blízké infračervené oblasti spektra s vyšším rozlišením, než tomu bylo dosud.

"Je to velký krok při přechodu od dvou dalekohledů ke třem," dodává Lee Anne

Zvětšit obrázek

Observatoř Keck (Havaj). Credit: W.M.Keck Observatory

Willsonová, teoretička, spoluautorka studie a profesorka fyziky a astronomie (Iowa State University, Ames).

"Se třemi dalekohledy už můžete říci nejen, jak jsou hvězdy velké, ale jestli jsou symetrické nebo asymetrické. S ještě více dalekohledy můžete to začít měnit na obrázky," dodala.

Zvětšit obrázek

Lee Anne Willson(ová), universitní profesorka, teoretická astrofyzička (Iowa State University, Ames). Credit: Iowa State University

Ragland, Willsonová a jejich kolegové v institucích ve Spojených státech a Francii, včetně NASA, budou svá pozorování publikovat v Astrophysical Journal.

Je ironií, že systém dalekohledů IOTA, zastavil 1. července 2006 pro nedostatek peněz provoz. Společně ho provozují Mt. Hopkins Smithsonian Astrophysical Observatory, Harvard University, University of Massachusetts, University of Wyoming, a Massachusetts Institute of Technology"s Lincoln Laboratory. Původně dvou dalekohledový interferometr byl zprovozněn v roce 1993. V roce 2000 k němu byl připojen třetí, 45cm dalekohled a tak vznikl první trojitý optický a infračervený interferometr.

Ředitel IOTA Wesley A. Traub nabídl Raglandovi a jeho kolegům možnost použít tento systém k otestování hranic vícenásobného interferometru a více se tak dozvědět o konečném osudu Slunce.

Zvětšit obrázek

Planetární (prstencová) mlhovina M57 v Lyře. Rudý obr v závěrečných stádiích odfoukne vnější vrstvy. Credit: AURA/ STScI /NASA

Interferometr pracuje v blízkých infračervených vlnových délkách (1,65 mikrometrů, tj. 0,00165 mm nebo setinách mm). Je to milióntina délky rádiových vln. "Při krátkých vlnových délkách je stabilita přístroje hlavním omezením," řekl Ragland. "Dokonce i chvění úplně zničí celé měření."

Středem Raglandova zájmu jsou hvězdy s malou a střední hmotností - v rozsahu od tří čtvrtin do trojnásobku hmotnosti Slunce – které se blíží ke konci svého života. Jedná se o hvězdy, které již před několika miliardami let nastoupily cestu k rudým obrům, kdy začalo hořet hélium, nahromaděné během doby hoření vodíku.

Zvětšit obrázek

Krabí mlhovina (M1) je pozůstatkem po výbuchu supernovy v roce 1054 v souhvězdí Býka. Credit: NASA/ESA/J. Hester and A. Loll (Arizona State University)

Nakonec se tyto hvězdy skládají z hustého jádra, tvořeného převážně z uhlíku, kyslíku a těžších prvků, obklopený obálkou, kde již vodík shořel na helium a pak helium na uhlík a kyslík. „Jedním z důvodů, proč se o to zajímat, je, že naše Slunce se chystá nastoupit na tuto cestu od nynějška asi za 4 miliardy let," řekl Ragland.  Během této doby začnou tyto hvězdy odhazovat své vnější vrstvy formou „supervětru“ („superwind“), až z nich nakonec zůstane bílý trpaslík v centru rozpínající se planetární mlhoviny.

Willsonová modeluje mechanismy, kterými v této závěrečné fázi hvězdy ztrácejí svoji hmotu, která je odnášena především silnými hvězdnými větry.

Ragland s kolegy pozoroval pomocí IOTA celkem 35 proměnných hvězd typu Mira, 18 polopravidelných proměnných a 3 nepravidelné proměnné hvězdy, všechny do vzdálenosti 1 300 sv.l. od Země, ale uvnitř naší Galaxie (Mléčné dráhy).

Zvětšit obrázek

Krabí mlhovina (M1) je pozůstatkem po výbuchu supernovy v roce 1054 v souhvězdí Býka. Credit: NASA/CXC/SAO, Palomar Obs., W.M.Keck Observatory a VLA/NRAO

Dvanáct z proměnných typu Mira vykazovalo asymetrickou jasnost, zatímco jen 3 z polopravidelných a 1 z nepravidelných proměnných hvězd vypadaly „flekatě“. Podle Raglanda je příčina těchto asymetrií nejasná. Modely od Willsonové ukázaly možnost existence společníka - planety podobné Jupiteru, která by generovala zesílení hvězdného větru, který by zapříčinil pozorované rozdílů jasností.

Dokonce bližší, Zemi podobná planeta, by mohla generovat zjistitelné efekty, pokud by byl hvězdný vítr dostatečně silný, přestože planeta, příliš blízko rozpínající se obálky, by byla pravděpodobně vtažena dovnitř a vypařila by se.

Zvětšit obrázek

Umělecká představa proměnné hvězdy Mira Ceti. Credit: Ron Miller

Alternativní scénář navrhuje, že velké množství materiálu odhozeného z hvězdy, by mohlo zkondenzovat do oblaků, které by pak blokovaly část nebo i všechno světlo z některých oblastí hvězdy.

Příčina asymetrie hvězd může být jakákoliv. „Ale předpoklad, že hvězdy jsou rovnoměrně jasné, je špatný. Musíme vyvinout novou generaci trojrozměrných modelů," řekla Willsonová.

„Tato studie, vůbec největší z oblasti závěrečných stádií hvězd, je první, která ukazuje rozsah efektů horkých a chladných skvrn u pozdních typů hvězd, zvláště proměnných typu Mira a uhlíkových hvězd," řekl spoluautor práce William Danchi (NASA"s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland). "Má to vliv i na to, jak interpretujeme pozorování infračervených interferometrů při pátrání po planetách u rudých obrů,“ dodal Danchi.

Zdroj:

Spacedaily.com