Sciencemag.cz
Doporučujeme
Astronomům se poprvé podařilo zachytit hvězdu jinou než Slunce v takovém detailu, který umožnil sledovat pohyb bublin plynu na jejím povrchu. Snímky hvězdy R Doradus byly pořízeny interferometrem ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) – teleskopem, který spoluprovozuje Evropská jižní observatoř (ESO), v červenci a srpnu roku 2023. Vidíme na nich obří horké bubliny plynu, 75krát větší než Slunce, jak se vynořují na povrchu hvězdy a opět mizí do jejích útrob rychleji, než vědci očekávali.
„Takto jsme bublající povrch skutečné hvězdy ještě nikdy neviděli [1],“ říká Wouter Vlemmings, profesor na Chalmers University of Technology ve Švédsku a hlavní autor studie, která byla dnes zveřejněna v časopise Nature. „Ani ve snu by nás nenapadlo, že budou data tak kvalitní, abychom mohli vidět tolik detailů konvekce na povrchu hvězdy.“
Hvězdy vyrábí energii ve svých jádrech jadernou fúzí. Tato energie se dostává k povrchu hvězdy v obrovských bublinách horkého plynu, které se pak ochlazují a klesají – jako lávová lampa. Tento pohyb, známý jako konvekce, roznáší těžké prvky vzniklé v jádře, jako je uhlík a dusík, po celé hvězdě. Předpokládá se, že je také zodpovědný za hvězdný vítr, který tyto prvky roznáší do vesmíru, aby se z nich vytvořily nové hvězdy a planety.
Konvekční pohyby nebyly u jiných hvězd než Slunce nikdy podrobně sledovány. Dalekohled ALMA sbíral snímky povrchu hvězdy R Doradus v průběhu jednoho měsíce. R Doradus je červený obr o průměru zhruba 350krát větším než Slunce, který se nachází asi 180 světelných let od Země v souhvězdí Dorada. Jeho velikost a blízkost k Zemi z něj činí ideální cíl pro detailní pozorování. Navíc je jeho hmotnost podobná hmotnosti Slunce, což znamená, že R Doradus je pravděpodobně dosti podobný tomu, jak bude naše Slunce vypadat za pět miliard let, až se stane červeným obrem.
„Konvekce vytváří nádhernou granulovitou strukturu, kterou můžeme pozorovat na povrchu našeho Slunce, ale u jiných hvězd jen velmi těžko,“ dodává Theo Khouri, vědecký pracovník z Chalmers Univerzity, který je spoluautorem studie. „Díky dalekohledu ALMA jsme nyní mohli nejen přímo pozorovat tyto granule – o velikosti 75krát větší než naše Slunce! – ale také poprvé změřit, jak rychle se pohybují.“
Zdá se, že granule hvězdy R Doradus se pohybují v měsíčním cyklu, což je rychlejší, než vědci očekávali na základě fungování konvekce uvnitř Slunce. „Zatím neznáme příčinu těchto rozdílů. Zdá se, že konvekce se s přibývajícím věkem hvězdy mění způsobem, kterému zatím nerozumíme,“ říká Vlemmings. Tato pozorování nám pomáhají pochopit, jak se chovají hvězdy jako Slunce, když se stanou tak chladnými, velkými a bouřlivými, jako je R Doradus.
„Je úžasné, že nyní můžeme přímo zobrazovat detaily na povrchu hvězd tak daleko a pozorovat fyziku, která byla dosud většinou pozorovatelná pouze na našem Slunci,“ uzavírá Behzad Bojnodi Arbab, doktorand na Chalmers University, který se na studii také podílel.
Výzkum byl prezentován v článku s názvem „One month convection timescale on the surface of a giant evolved star“, který vyjde v časopise Nature (doi:10.1038/s41586-024-07836-9).
Poznámky
[1] Konvekční bubliny byly již dříve podrobně pozorovány na povrchu hvězd, mimo jiné pomocí přístroje PIONIER na interferometru dalekohledu ESO Very Large Telescope. Nová pozorování dalekohledem ALMA však sledují pohyb bublin způsobem, který dříve nebyl možný.
