eso1741is — Fréttatilkynning

Risabólur á rauðum risa

20. desember 2017

Stjörnufræðingar sem notuðu Very Large Telescope ESO hafa í fyrsta sinn komið auga á ýrur eða kornáferð á yfirborði annarrar stjörnu — öldnu rauðu risastjörnunnar π1 Gruis. Þessi einstaka nýja ljósmynd var tekin með PIONIER mælitækinu en hún sýnir iðustraumasvæði á yfirborði risastjörnunnar sem er 350 sinnum breiðari en sólin okkar. Hvert svæði er fjórðungur af þvermáli stjörnunnar eða um 120 milljón kílómetrar á breidd. Niðurstöðurnar eru birtar í tímaritinu Nature.

Stjarnan π1 Gruis í stjörnumerkinu Hegranum er köld, rauð risastjarna í 530 ljósára fjarlægð frá Jörðinni. Hún er álíka efnismikil og sólin en er 350 sinnum breiðari og nokkur þúsund sinnum bjartari [1]. Eftir um fimm milljarða ára verður sólin okkar orðin að samskonar útþöndum rauðum risa.

Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga undir forystu Claudiu Paladini (ESO) notaði PIONIER mælitækið á Very Large Telescope ESO til að rannsaka π1 Gruis meiri smáatriðum en nokkru sinni fyrr. Í ljós kom að á yfirborði rauðu risastjörnunnar eru aðeins fáein iðustraumsvæði eða ýrur sem eru hver um sig um 120 milljón kílómetrar á breidd — um það bil fjórðungur af þvermáli stjörnunnar [2]. Ein ýra næði frá sólinni og út fyrir braut Venusar. Yfirborð margra rauðra risa — kallað ljóshvolf — er hulið ryki sem byrgir sýn. Í tilviki π1 Gruis hefur rykið ekki jafn mikil áhrif á innrauðar mælingarnar þótt það sé vissulega til staðar [3].

Þegar vetnið kláraðist í kjarna π1 Gruis fyrir óralöngu lauk fyrsta stigi kjarnasamrunaferlisins í stjörnunni. Kjarninn skrapp saman þegar eldsneytið kláraðist og hitnaði við það í yfir 100 milljónir gráða. Við svo hátt hitastig hófst næsta stig kjarnasamrunans sem var að breyta helíumi í þyngri atóm eins og kolefni og súrefni. Kjarninn var svo gríðarlega heitur að ytri lög stjörnunnar þöndust út svo hún varð mörg hundruð sinnum stærri en í upphafi. Stjarnan sem við sjáum í dag er breytilegur rauður risi. Við höfum aldrei náð myndum af yfirborði stjarna af þessu tagi í viðlíka smáatriðum til þessa.

Til samanburðar inniheldur ljóshvolf sólarinnar tvær milljónir sólýra en hver er aðeins um 1500 kílómetrar á breidd. Þennan mikla stærðarmun má að hluta útskýra með mismunandi þyngdarkrafti á yfirborði stjarnanna π1 Gruis er aðeins 1,5 sinnum massameiri en sólin en miklu stærri svo þyngdarkrafturinn á yfirborðinu er mun minni þannig að fáar en stórar ýrur verða til.

Þótt stjörnur sem eru meira en átta sólmassar endi ævina sem sprengistjörnur verða massaminni stjörnur eins og þessi hringþokur á endanum þegar þær varpa ytri lögum sínum út í geiminn. Fyrri rannsóknir á π1 Gruis leiddu í ljós efnisskel sem var 0,9 ljósár í burtu frá stjörnunni í miðjunni en hún er talin hafa varpað efninu burt fyrir um 20.000 árum. Þetta tiltölukega stutta skeið í sögu stjörnunnar endist í aðeins nokkra tugi þúsunda ára — samanborið við heildarlíftímann sem er milljarðar ára — en þessar mælingar eru ný leið til að rannsaka þetta stutta skeið í ævi rauðra risastjarna.

Skýringar

[1] π1 Gruis er nafn stjörnunnar í Bayer nafnakerfinu. Árið 1603 flokkaði þýski stjörnufræðingurinn Johann Bayer 1564 stjörnur með því að gefa þeim grískan bókstaf á undan nafni stjörnumerkisins sem þær eru í. Almennt fá stjörnur grískan bókstaf í röð eftir því hversu bjartar þær sýnast frá Jörðinni en bjartasta stjarnan fær þá bókstafinn alfa (α). Bjartasta stjarnan í stjörnumerkinu Hegranum er þar af leiðandi Alfa Gruis.

π1 Gruis er ein af nokkrum glæsilegum stjörnupörum sem sýnast nálægt á himninum. Hin stjanran er kölluð π2 Gruis. Þessar stjörnur eru nógu bjartar til að sjást með handsjónauka. Upp úr 1830 áttaði Thomas Brisbane sig á að π1 Gruis var mun nálægara tvístirni en hin stjarnan. Annie Jump Cannon, sem bjó til Harvard stjörnuflokkunarkerfið, tók fyrst eftir óvenjulegu litrófi π1 Gruis árið 1895.

[2] Ýrur eru iðustraumar í rafgasi stjarna. Þegar rafgasið hitnar í miðju stjörnunnar þenst það út og stígur upp til yfirborðsins en þá kólna ytri jaðrarnir, dökkna og þéttast og síga aftur niður á við. Þetta ferli heldur áfram í milljarða ára og leikur lykilhlutverk í mörgum stjarneðlisfræðilegum ferlum, þar á meðal orkuflutningi, sveiflum, stjörnumyndun og rykskýjum í brúnum dvergum.

[3] π1 Gruis er ein bjartasta stjarnan í sjaldgæfum hópi S-stjarna sem bandaríski stjörnufræðingurinn Paul W. Merrill bjó til en hann flokkaði stjörnur með svipuð en óvenjuleg litróf. π1 Gruis, R Andromedae og R Cygni eru frumgerðir þessa flokks. Nú er vitað að rekja má óvenjuleg litróf þeirra til „s-ferlisins“ eða hægri nifteindahremmingu sem á sök á myndum helmings frumefna sem eru þyngri en járn.

Frekari upplýsingar

Greint er frá rannsókninni í greininni „Large granulation cells on the surface of the giant star π1 Gruis”, eftir C. Paladini o.fl., sem birtist í tímaritinu Nature hinn 21. desember 2017.

Í rannsóknarteyminu eru C. Paladini (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgíu; ESO, Santiago, Chile), F. Baron (Georgia State University, Atlanta, Georgia, Bandaríkjunum), A. Jorissen (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgíu), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frakklandi), B. Freytag (Uppsala University, Uppsala, Svíþjóð), S. Van Eck (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgíu), M. Wittkowski (ESO, Garching, Þýskalandi), J. Hron (University of Vienna, Vín, Austurríkiu), A. Chiavassa (Laboratoire Lagrange, Université de Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, Frakklandi), J.-P. Berger (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frakklandi), C. Siopis (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgíu), A. Mayer (University of Vienna, Vienna, Austurríki), G. Sadowski (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgíu), K. Kravchenko (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgíu), S. Shetye (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgíu), F. Kerschbaum (University of Vienna, Vienna, Austurríkui), J. Kluska (University of Exeter, Exeter, Bretlandi) og S. Ramstedt (Uppsala University, Uppsala, Svíþjóð).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, Extremely Large Telescope eða ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Claudia Paladini
ESO
Santiago, Chile
Tölvupóstur: cpaladin@eso.org

Alain Jorissen
Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles
Brussels, Belgium
Sími: +32 (0) 2 6502834
Tölvupóstur: Alain.Jorissen@ulb.ac.be

Fabien Baron
Georgia State University
Atlanta, Georgia, USA
Tölvupóstur: fbaron@gsu.edu

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1741.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1741is
Nafn:π1 Gruis
Tegund:Milky Way : Star : Evolutionary Stage : Red Giant
Facility:Very Large Telescope
Instruments:PIONIER
Science data:2018Natur.553..310P

Myndir

The surface of the red giant star π1 Gruis from PIONIER on the VLT
The surface of the red giant star π1 Gruis from PIONIER on the VLT
texti aðeins á ensku
Widefield image of the sky around π1 Gruis
Widefield image of the sky around π1 Gruis
texti aðeins á ensku
The red giant star π1 Gruis in the constellation of Grus
The red giant star π1 Gruis in the constellation of Grus
texti aðeins á ensku

Myndskeið

ESOcast 144 Light: Giant Bubbles on Red Giant Star’s Surface (4K UHD)
ESOcast 144 Light: Giant Bubbles on Red Giant Star’s Surface (4K UHD)
texti aðeins á ensku
Zooming in on the red giant star π1 Gruis
Zooming in on the red giant star π1 Gruis
texti aðeins á ensku

Sjá einnig