ALMA pozwala nam spojrzeć na przyszłość Słońca

Znajdująca się 320 lat świetlnych stąd gwiazda W Hydrae jest kilka miliardów lat starsza od Słońca. Dla porównania przerywaną linią zaznaczono rozmiary orbity Ziemi wokół Słońca widzianej pod kątem. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings

Zespół astronomów pracujący pod kierownictwem badaczy z Chalmers University of Technology jako pierwszy zaobserwował szczegóły powierzchni starzejącej się gwiazdy o masie podobnej do masy Słońca. Wykonane za pomocą obserwatorium ALMA zdjęcia przedstawiają czerwonego olbrzyma o średnicy dwukrotnie większej od średnicy orbity Ziemi wokół Słońca. Naukowcy zaznaczają, że atmosfera gwiazdy rozdęła się w ten sposób wskutek silnych, nieoczekiwanych fal uderzeniowych. Wyniki obserwacji zostały opublikowane w periodyku Nature Astronomy.

Zespół pracujący pod kierownictwem Woutera Vlemmingsa z Chalmers wykorzystał obserwatorium Atacama Large Milimeter/submilimeter Array (ALMA) do wykonania najostrzejszych jak dotąd zdjęć gwiazdy o takiej samej początkowej masie co Słońce. Nowe zdjęcia jako pierwsze przedstawiają szczegóły powierzchni czerwonego olbrzyma W Hydrae oddalonego od nas o 320 lat świetlnych w kierunku gwiazdozbioru Hydry.

W Hydrae to gwiazda z tzw. asymptotycznej gałęzi olbrzymów (AGB). Takie stare gwiazdy są chłodne, jasne i tracą masę pod wpływem silnych wiatrów gwiazdowych. Nazwa tego typu pochodzi od jej położenia na słynnym diagramie Hertzsprunga-Russella, według którego klasyfikuje się gwiazdy pod względem jasności i temperatury.

“Jak dla nas istotne jest nie tylko badanie jak wyglądają czerwone olbrzymy, ale także jak się zmieniają i w jaki sposób dostarczają do przestrzeni międzygwiezdnej pierwiastki będące składnikami życia. Dzięki antenom ALMA ustawionych w konfiguracji zapewniającej najwyższą rozdzielczość, możemy teraz wykonywać jak dotąd najszczegółowsze badania tych chłodnych i ekscytujących gwiazd”, mówi Wouter Vlemmings.

Wykonywanie zdjęć największych i najbliższych nam gwiazd to prawdziwe wyzwanie dla astronomów. Na powyższej grafice zdjęcie W Hydrae wykonane za pomocą ALMA porównano z najlepszymi jak dotąd zdjęciami innych gwiazd: czerwonego olbrzyma R Doradus, czerwonych superolbrzymów Antaresa i Betelgezy.

Gwiazdy takie jak Słońce ewoluują na przestrzeni wielu miliardów lat. Gdy wchodzą na późne etapy swojego życia, powiększają swoje rozmiary, obniżają temperaturę i stają się bardziej podatne na utratę masy pod wpływem działania silnych wiatrów gwiazdowych. Gwiazdy wytwarzają ważne pierwiastki takie jak węgiel czy azot. Gdy gwiazdy osiągają etap czerwonego olbrzyma uwalniają owe pierwiastki w przestrzeń międzygwiezdną, gdzie powstają z nich nowe generacje gwiazd.

Zdjęcia z ALMA stanowią obecnie najlepsze zdjęcia powierzchni czerwonego olbrzyma o masie podobnej do masy Słońca. Wcześniejsze ostre zdjęcia przedstawiały szczegóły dużo masywniejszych, czerwonych superolbrzymów takich jak Betelgeza czy Antares. Wyniki obserwacji zaskoczyły astronomów. Obecność nieoczekiwanie jasnej i kompaktowej plamy dostarcza dowodów na to, że gwiazda charakteryzuje się warstwą zaskakująco gorącego gazu tuż nad powierzchnią gwiazdy, w jej chromosferze.

“Nasze pomiary jasnej plamy wskazują, że w atmosferze gwiazdy istnieją silne fale uderzeniowe o temperaturach wyższych od przewidywanych przez obecne modele teoretyczne gwiazd AGB”, mówi Theo Khouri, astronom z Chalmers i członek zespołu badawczego.

Niebo wokół W Hydrae w zakresie widzialny, Źródło: Digital Sky Survey

Alternatywna możliwość jest nie mniej zaskakująca – na gwieździe mogło dojść do gigantycznego rozbłysku w momencie przeprowadzania obserwacji. Naukowcy aktualnie prowadzą nowe obserwacje W Hydrae za pomocą ALMA i innych instrumentów w celu lepszego zrozumienia zaskakującej atmosfery W Hydrae.

Źródło: Chalmers University of Technology