Астрономы сделали серию изображений звезды, отличной от Солнца, настолько подробно, что они могут отслеживать движение пузырьков газа на ее поверхности. Изображения звезды R Дорадус были получены в июле и августе 2023 года с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA), телескопа, принадлежащего ESO. На этой панели показаны три реальных изображения, сделанных с помощью ALMA 18, 27 июля и 2 августа 2023 года. Гигантские пузыри, размер которых в 75 раз превышает размер Солнца, видимые на поверхности звезды, являются результатом конвекции внутри звезды. Размер орбиты Земли указан как показатель размера. Фото предоставлено: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Влеммингс и др.
Впервые астрономам удалось сделать изображения звезды, отличной от Солнца, настолько подробно, что они могут отслеживать движение пузырьков газа на ее поверхности. Изображения звезды R Дорадус были получены в июле и августе 2023 года с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA), телескопа, входящего в состав Европейской южной обсерватории (ESO). На них видны огромные пузыри горячего газа, в 75 раз превышающие размер Солнца, которые появляются на поверхности и погружаются обратно в недра звезды быстрее, чем ожидалось.
«Это первый раз, когда пузырьковая поверхность настоящей звезды была изображена таким образом», — говорит Воутер Влеммингс, профессор Технологического университета Чалмерса в Швеции и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature. «Мы никогда не ожидали, что данные будут такого высокого качества, что мы сможем увидеть так много деталей конвекции на поверхности звезды».
Звезды генерируют энергию внутри себя посредством ядерного синтеза. Его можно переносить на поверхность звезды в огромных горячих пузырьках газа, где они затем охлаждаются и тонут, как лавовая лампа.
Это перемешивающее движение, называемое конвекцией, распределяет тяжелые элементы, образовавшиеся в ядре, такие как углерод и азот, по всей звезде. Считается также, что он ответственен за звездные ветры, которые переносят эти элементы в космос, образуя новые звезды и планеты.
Конвективные движения никогда подробно не отслеживались у других звезд, кроме Солнца. Используя ALMA, команде удалось получить изображения поверхности R Doradus в высоком разрешении в течение месяца. R Дорадус — красный гигант с диаметром примерно в 350 раз больше диаметра Солнца и расположен на расстоянии около 180 световых лет от Земли в созвездии Дорадо.
Ее размер и близость к Земле делают ее идеальной целью для детальных наблюдений. Кроме того, его масса аналогична массе Солнца, а это означает, что R Doradus, вероятно, будет выглядеть очень похоже на то, как будет выглядеть наше Солнце через пять миллиардов лет, когда оно станет красным гигантом.
«Конвекция создает красивую зернистую структуру, которую вы видите на поверхности нашего Солнца, но которую трудно увидеть на других звездах», — добавляет Тео Хури, исследователь из Чалмерса и соавтор исследования. «С помощью ALMA мы теперь смогли не только напрямую увидеть конвективные гранулы (размер которых в 75 раз больше нашего Солнца), но и впервые измерить, насколько быстро они движутся».
Гранулы R. doradus, по-видимому, движутся по месячному циклу, что быстрее, чем ожидали ученые, исходя из конвекции на солнце.
«Мы пока не знаем, в чем причина этой разницы. Похоже, что по мере старения звезды конвекция меняется таким образом, который мы пока не понимаем», — говорит Влеммингс.
Наблюдения, подобные тем, которые сейчас проводит R Doradus, помогают нам понять, как ведут себя звезды, подобные Солнцу, даже когда они становятся такими же холодными, большими и богатыми пузырьками, как R Doradus.
«Потрясающе, что теперь мы можем напрямую отображать детали на поверхности таких далеких звезд и наблюдать физические явления, которые раньше можно было наблюдать только на нашем Солнце», — заключает Бехзад Бойноди Арбаб, докторант Университета Чалмерса, принимавший участие в исследовании. .
