eso1741ru — Фото-релиз

Гигантские пузыри на поверхности красного гиганта

20 декабря 2017 г., St.-Petersburg

20 декабря 2017 г.
На Очень Большом Телескопе ESO астрономы впервые выполнили прямые наблюдения структуры грануляции на поверхности звезды вне Солнечной системы — π1 Журавля, красного гиганта, заканчивающего свой жизненный цикл. На замечательном новом изображении, полученном с приемником PIONIER, различимы конвекционные ячейки, покрывающие поверхность этой гигантской – в 350 раз больше Солнца – звезды. Поперечник каждой ячейки около 120 миллионов километров, что больше четверти диаметра звезды. Новые результаты на этой неделе публикуются в журнале Nature.

В 530 световых годах от Земли в созвездии Журавля находится звезда π1 Gruis – холодный красный гигант. Масса ее примерно такая же, как у Солнца, но она в 350 раз больше по размерам и в несколько тысяч раз ярче [1]. Примерно через пять миллиардов лет наше Солнце тоже увеличится в размерах и превратится в такого же красного гиганта.

Международная группа астрономов под руководством Клаудии Паладини (Claudia Paladini) из ESO воспользовалась приемником PIONIER на Очень Большом Телескопе ESO, чтобы выполнить более детальные, чем когда-либо прежде, наблюдения π1 Журавля. Оказалось, что на поверхности этого красного гиганта находится всего несколько конвективных ячеек, или гранул, каждая из которых имеет поперечник около 120 миллионов километров — примерно четверть диаметра звезды [2]. Одна такая гранула заняла бы все пространство от Солнца до Венеры. Поверхности —в астрономии они называются фотосферами — многих гигантов закрыты пылью, что препятствует их наблюдениям. Но в случае π1 Gru, хоть в ее окрестности тоже присутствует пыль, она не создала значительных помех проведенным инфракрасным наблюдениям [3].

Первая стадия программы термоядерного синтеза старой звезды π1 Журавля закончилась давным-давно, когда в ее недрах выгорел весь водород. По мере того, как ослабевала выделяемая энергия, звезда сжималась, а это в свою очередь привело к ее разогреву до температуры выше 100 миллионов градусов. Тогда началась следующая фаза ее эволюции: теперь из гелия синтезировались более тяжелые атомы, такие как углерод и кислород. Очень горячее ядро звезды стало раздувать ее внешние слои, пока звезда не стала в сотни раз больше, чем была вначале. Теперь она превратилась в переменного красного гиганта. Рассмотреть детали поверхности такой звезды до сих пор никому еще не удавалось.

Для сравнения надо напомнить, что фотосфера Солнца состоит из примерно двух миллионов конвективных ячеек диаметром всего около 1500 километров. Гигантское различие в размерах конвективных ячеек двух звезд можно частично объяснить различными значениями их поверхностной гравитации. Масса π1 Gruis всего в полтора раза больше солнечной, а по размеру звезда многократно превышает Солнце. В  результате на ее поверхности сила тяготения гораздо ниже, почему и образовалось всего нескольких огромных гранул.

Звезды с массой больше восьми солнечных заканчивают свой жизненный цикл взрывом сверхновой, а менее массивные, такие, как π1 Журавля, постепенно сбрасывают свои внешние оболочки, коорые образуют красивые планетарные туманности. И действительно, при более ранних исследованиях π1 Gru на расстоянии в 0.9 световых лет от нее была найдена оболочка, по-видимому, сброшенная около 20 000 лет назад.

Звезда остается красным гигантом сравнительно недолго – всего несколько десятков тысяч лет, что исчезающе мало по сравнению с общей продолжительностью ее существования в несколько миллиардов лет. Выполненные наблюдения дают нам новый метод исследования этой краткой фазы звездной эволюции.

Примечания

[1] Название π1 Gruis дано по правилам системы Байера: в 1603 г. немецкий астроном Иоганн Байер классифицировал 1564 звезды, обозначив каждую буквой греческого алфавита с латинским названием созвездия (обычно сокращаемым до трех первых букв). В каждом созвездии греческое буквенное обозначение присваивалось так, чтобы алфавитный порядок соответствовал убыванию яркости – самая яркая звезда созвездия обозначалась буквой альфа (α). Таким образом, самая яркая звезда в созвездии Журавля называется альфа Журавля (α Gru).

π1 Журавля входит в красивую пару разноцветных звезд, вторая из которых, естественно, называется π2 Gru. Эти звезды хорошо видны в бинокль. В 1830-х Томас Брисбейн (Thomas Brisbane) установил, что π1 Журавля сама по себе является гораздо более тесной двойной звездой. Энни Джамп Кэннон (Annie Jump Cannon), знаменитая создательница Гарвардской спектральной классификации звезд, в 1895 г. первой сообщила о необычном спектре π1 Gru.

[2] Гранулы образуются конвективными потоками в плазме, из которой состоит звезда. Плазма разогревается в центре звезды, расширяется и поднимается к поверхности, где остывает, становясь более темной и плотной, а затем вновь опускается в звездные недра. Этот процесс продолжается миллиарды лет и играет главную роль во многих астрофизических явлениях, в том числе в переносе энергии, пульсациях, звездном ветре и образовании пылевых облаков у коричневых карликов.

[3] π1 Журавля – одна из самых ярких звезд редкого класса S, в котором американский астроном Пол Мэррилл (Paul W. Merrill) объединил звезды с похожим необычным спектром. Прототипами звезд этого класса стали π1 Gru, R Андромеды и R Лебедя. Сейчас известно, что их необычные спектры связаны с так называемым “s-процессом” или “захватом медленных нейтронов”, ответственным за синтез половины элементов тяжелее железа.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “Large granulation cells on the surface of the giant star π1 Gruis”, C. Paladini и др., которая публикуется в журнале Nature 21 декабря 2017 г.

Состав исследовательской группы: C. Paladini (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgium; ESO, Santiago, Chile), F. Baron (Georgia State University, Atlanta, Georgia, USA), A. Jorissen (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgium), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, France), B. Freytag (Uppsala University, Uppsala, Sweden), S. Van Eck (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgium), M. Wittkowski (ESO, Garching, Germany), J. Hron (University of Vienna, Vienna, Austria), A. Chiavassa (Laboratoire Lagrange, Université de Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, France), J.-P. Berger (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, France), C. Siopis (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgium), A. Mayer (University of Vienna, Vienna, Austria), G. Sadowski (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgium), K. Kravchenko (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgium), S. Shetye (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brussels, Belgium), F. Kerschbaum (University of Vienna, Vienna, Austria), J. Kluska (University of Exeter, Exeter, UK) и S. Ramstedt (Uppsala University, Uppsala, Sweden).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и самая продуктивная в мире наземная астрономическая обсерватория. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралия, являющаяся ее стратегическим партнером. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь, самой совершенной в мире астрономической обсерватории видимого диапазона, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два широкоугольных телескопа с большим полем зрения: крупнейший в мире телескоп для выполнения обзоров неба в инфракрасных лучах VISTA и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент для обзоров неба в видимом свете. ESO также является одним из основных партнеров крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +79112122130
Сотовый: +79112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

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

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

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

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

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1741.

О релизе

Релиз №:eso1741ru
Название:π1 Gruis
Тип:Milky Way : Star : Evolutionary Stage : Red Giant
Facility:Very Large Telescope
Instruments:PIONIER

Изображения

Снимок поверхности красного гиганта π1 Журавля, полученный с приемником PIONIER на VLT
Снимок поверхности красного гиганта π1 Журавля, полученный с приемником PIONIER на VLT
Широкоугольный снимок участка неба вокруг π1 Gru
Широкоугольный снимок участка неба вокруг π1 Gru
Красный гигант π1 Gru в созвездии Журавля
Красный гигант π1 Gru в созвездии Журавля

Видео

ESOcast 144 Light: Гигантские пузыри на поверхности красного гиганта (4K UHD)
ESOcast 144 Light: Гигантские пузыри на поверхности красного гиганта (4K UHD)
«Полет» к красному гиганту π1 Gru
«Полет» к красному гиганту π1 Gru

Также смотрите наши