Пузыри размером в 75 солнц: астрономы увидели поверхность далекой звезды в потрясающих деталях
Впервые астрономы получили достаточно подробные изображения звезды, отличной от Солнца, чтобы отслеживать движение пузырящегося газа на ее поверхности. Изображения звезды R Золотой Рыбы (R Doradus) были получены с помощью телескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
На них видны гигантские горячие пузыри газа, в 75 раз превышающие размер Солнца, которые появляются на поверхности и погружаются обратно в недра звезды быстрее, чем ожидалось.
«Это первый раз, когда поверхность настоящей звезды может быть показана таким образом», — говорит Воутер Флеммингс, профессор Технологического университета Чалмерса, Швеция, и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature. «Мы никогда не ожидали, что данные будут настолько высокого качества, что мы сможем увидеть так много деталей конвекции на поверхности звезды».
Звезды вырабатывают энергию в своих ядрах посредством ядерного синтеза. Эта энергия может переноситься к поверхности звезды в огромных горячих пузырях газа, которые затем остывают и тонут.
Такое перемешивающее движение, известное как конвекция, распределяет элементы, образованные в ядре, такие как углерод и азот, по всей звезде. Также считается, что оно отвечает за звездные ветры, которые переносят эти элементы в космос, из чего потом возникают новые звезды и планеты.
Конвекционные движения никогда не отслеживались подробно в звездах, кроме Солнца, до сих пор. Используя ALMA, команда астрономов смогла получить изображения поверхности R Doradus с высоким разрешением в течение месяца.
R Золотой Рыбы — это красный гигант-мирида (класс пульсирующих переменных звезд, названный по имени звезды Мира) с диаметром примерно в 370 раз больше диаметра Солнца, расположенная примерно в 180 световых годах от Земли в южном созвездии Золотой Рыбы. Если поместить эту звезду в центр Солнечной системы, то орбита Марса, и большая часть астероидов из главного пояса, окажутся внутри нее. Большой размер и близость к Земле делают ее идеальной целью для детальных наблюдений.
Кроме того, ее масса близка к массе Солнца, то есть R Doradus, вероятно, довольно похожа на то, как будет выглядеть наше Солнце через пять миллиардов лет, когда оно станет красным гигантом.
«Конвекция создает прекрасную зернистую структуру, видимую на поверхности нашего Солнца, но ее трудно увидеть на других звездах», — добавляет Тео Хоури, который является соавтором исследования. «С ALMA мы теперь смогли не только напрямую увидеть конвективные гранулы — размером в 75 раз больше нашего Солнца! — но и впервые измерить, насколько быстро они движутся».
Гранулы, по-видимому, движутся с месячным циклом, что быстрее, чем ожидали ученые, исходя из того, как работает конвекция на Солнце. «Мы пока не знаем, в чем причина разницы. Кажется, что конвекция меняется по мере того, как звезда становится старше, способами, которые мы пока не понимаем», — говорят ученые.
Наблюдения, подобные тем, что сейчас проводятся за R Doradus, помогают нам понять, как ведут себя звезды, подобные Солнцу, даже когда они становятся такими большими и пузырчатыми, как R Doradus.
Примечания
Конвекционные пузыри ранее подробно наблюдались на поверхности звезд, в том числе с помощью инструмента PIONIER на Очень Большом Телескопе-Интерферометре ESO. Но новые наблюдения ALMA отслеживают движение пузырей таким образом, который ранее был невозможен.