Így fortyog egy vörös óriáscsillag a Daru csillagképben

3636

A Daru (Grus) csillagkép tőlünk 350 fényévre lévő π1 (“pí-egy”) csillaga egy hűvös vörös óriás. Tömege hasonló a Napéhoz, ám átmérője 350-szer nagyobb annál, és több ezerszer fényesebb is nála [1]. Ötmilliárd év múlva a mi Napunk is hasonló vörös óriássá fog felfúvódni.

A Claudia Paladini (Európai Déli Obszervatórium – ESO) által vezetett nemzetközi kutatócsoport Az ESO VLT távcsőrendszerének PIONEER interferometrikus műszerével minden korábbinál részletesebben, nagyobb felbontással figyelte meg a π1 Gruis csillagot. A mérési eredmények azt mutatják, hogy ennek a vörös óriásnak a felszínét mindössze néhány konvektív cella, vagyis granula borítja. Ezek mindegyike mintegy 120 millió km átmérőjű, vagyis a csillag átmérőjének egynegyede [2]. Egyetlen ilyen cella a Naptól a Vénuszon túlig érne. Az óriáscsillagok felszínét, azaz fotoszféráját gyakran a megfigyelésüket megnehezítő por takarja el előlünk. Bár a π1 Gruis körül is található por nagyobb távolságban, ennek nincs különösebb hatása az infravörös megfigyelésekre[3].

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) VLT távcsőrendszerével a csillagászok most először figyelték meg közvetlenül egy Naprendszeren túli csillag – a π1 Gruis idős vörös óriás – felszíni granulációját. A PIONEER műszer különleges új felvételén láthatóvá válnak a konvektív cellák egy hatalmas, a Napnál 350-szer nagyobb átmérőjű csillag felszínén. Az egyes cellák jellemző mérete a csillag átmérőjének egynegyede, vagyis mintegy 120 millió km. Az új eredményeket a Nature folyóirat közli. Forrás: ESO.

Amikor régen a π1 Gruis magjából elfogyott a hidrogén üzemanyag, az idős csillag életében lezárult egy korszak. A mag az energiatermelés leállása miatt összehúzódásnak indult, amitől 100 millió Celsius fok fölé hevült. Ezen a hatalmas hőfokon beindult az atommagfúzió második fázisa, amiben a hélium alakult még nehezebb elemekké, főleg szénné és oxigénné. A rendkívül forró mag felfúvódásra késztette a csillag külső rétegeit, amitől az égitest eredeti méretének több százszorosára tágult. A csillag, amit ma látunk, egy vörös óriás változócsillag. Ez idáig egyetlen ilyen csillag felszínét sem sikerült részletesen megfigyelni.

Összehasonlításképp a Nap felszínén mintegy kétmillió konvektív cella számlálható meg, melyek jellemző mérete csupán 1500 km. A két csillag konvekciója közötti óriási különbség nagyrészt a felszíni gravitáció különbségével magyarázható. Habár a π1 Gruis tömege másfélszerese a Napénak, ám sokkal nagyobb átmérője miatt a felszínén a gravitáció a Napénak töredéke csupán. Ennek tulajdonítható, hogy mindössze néhány, ám hatalmas konvektív cella borítja.

Míg a Napnál legalább nyolcszor nagyobb kezdeti tömegű csillagok életüket látványos szupernóva-robbanással fejezik be, addig a kisebb kezdeti tömegű csillagok, mint ez is, fokozatosan lefújják a külső rétegeiket, gyönyörű planetáris ködöket hozva létre. A π1 Gruist korábban vizsgálva a csillagászok már kimutattak egy anyagburkot 0,9 fényévre a csillagtól, ami feltehetőleg 20 ezer éve dobódott le. Ez a csillag életében viszonylag rövid periódus mindössze néhány tízezer évig tart – összehasonlításul a teljes élettartamuk milliárd években mérhető. Az itt bemutatott vizsgálati módszer új lehetőséget jelent ennek a múló vörös óriás állapotnak a tanulmányozására.

Jegyzetek

[1] A π1 Gruis elnevezés a Bayer-katalógus jelölése. Johann Bayer német csillagász 1603-ban 1564 csillagot katalogizált, melyeket a görög ábécé betűivel, valamint az őket tartalmazó csillagkép nevével jelölt meg. A görög betűk sorrendje nagyjából követte a csillagok csillagképen belüli fényességének sorrendjét, a legfényesebbet jelölve alfával (α). A Daru csillagkép legfényesebb csillaga ezért az alfa Gruis nevet kapta.

A π1 Gruis az égbolt egy látványos színkontrasztú kettőscsillagának egyik tagja. A párjának a jele természetesen π2 Gruis. A két csillag elég fényes ahhoz, hogy binokulárral jól megfigyelhetőek legyenek. Az 1830-as években Thomas Brisbane felismerte, hogy a π1 Gruis maga is egy sokkal szorosabb kettőscsillag. Annie Jump Cannon, a Harvard klasszifikációs rendszer megalkotója 1895-ben számolt be elsőként a π1 Gruis különleges színképtípusáról.

[2] A granulák a konvektív áramlások mintázatai a csillag plazmaanyagában. A csillag belsejében felhevülő anyag kitágul és emelkedni kezd a felszín felé, ahol aztán lehűl, sötétebbé és sűrűbbé válik, emiatt pedig visszasüllyed a mélybe. Ez a körfolyamat évmilliárdokig is ismétlődhet, és fontos szerepe van számos asztrofizikai jelenségben, például az energiaszállításban, a csillagpulzációban, a csillagszelekben és a barna törpék portermelésében is.

[3] A π1 Gruis a ritka S-színképtípus egyik legfényesebb képviselője, amit elsőként az amerikai Paul W. Merrill csillagász írt le, néhány hasonlóan különleges csillagot sorolva ebbe a csoportba. Az osztály prototípusai a π1 Gruis, az R Andromedae és az R Cygni. Ma már tudjuk, hogy a jellegzetes színképüket az s-folyamatnak, vagy „lassú neutronbefogási folyamatnak” köszönhetik. Ez a folyamat a felelős a világegyetemben található, vasnál nehezebb elemek felének a létrejöttéért.

Forrás: ESO

Az eredményeket bemutató szakcikk:
Paladini C. et al. „Large granulation cells on the surface of the giant star π1 Gruis”, 2017. december 21., Nature

Hozzászólás

hozzászólás