Kao i sve ostalo u Svemiru, zvijezde ostare. Tijekom tog kasnog razdoblja svog zvjezdanog života, oko 30% crvenih divova male mase pokazuje znatiželjnu varijabilnost u njihovoj svjetlini koja ostaje neobjašnjena do danas. Novo istraživanje o tim vrstama crvenih divova odbacuje većinu postojećih objašnjenja, zbog čega je potrebno pronaći novu teoriju njihovog ponašanja.
Crveni divovi pozornica su u kasnijem dijelu života zvijezde sličnog suncu kada je većina goriva koja napaja nuklearnu fuziju u jezgri zvijezde. Dobiveni nedostatak svjetlosnog pritiska koji se gura protiv sile gravitacije uzrokuje da se zvijezda urušava u sebe. Kada se dogodi ovaj kolaps, on zagrijava ljusku vodika oko jezgre dovoljno da ponovo zaživi fuziju, što rezultira povećati u nuklearnoj fuziji koja uzrokuje da zvijezda postaje veća zbog povećanog tlaka svjetlosti. Zbog toga zvijezda može postati 1.000 do 10.000 puta blistavija.
Promjenjivost svjetlosnog efekta crvenih divova je prirodna - oni se nabubre i smanjuju prema dosljednom obrascu, što rezultira svjetlijim i prigušivanjem svjetlosnog izlaza. Međutim, postoji razlika u svjetlini od otprilike jedne trećine do polovice zvijezda, što se događa u dužim vremenskim razdobljima, uz podešavanje do pet godina.
Nazvana dugačkim sekundarnim periodom (LSP), promjenjiva svjetlina zvijezde događa se u duljim vremenskim intervalima od kraćeg pulsiranja. Upravo ta dugotrajna varijacija svjetline ostaje neobjašnjena.
Nova detaljna studija 58 promjenjivih crvenih divova u velikom magnetskom oblaku Petera Wooda i Christine Nicholls, oboje iz Istraživačke škole astronomije i astrofizike na Australijskom nacionalnom sveučilištu, pokazuje da predložena objašnjenja ove tajanstvene varijabilnosti ne dosežu izmjerene svojstva zvijezda. Nicholls i Wood koristili su spektrograf FLAMES / GIRAFFE na ESO-ovom vrlo velikom teleskopu i kombinirali informacije s podacima iz drugih teleskopa poput Spitzerovog svemirskog teleskopa.
Postoje dva vodeća objašnjenja fenomena: prisutnost pratioca crvenim divovima koji orbitiraju na takav način da promijene svoju svjetlinu, ili prisutnost oblučnog oblaka prašine koji nekako blokira svjetlost koja dolazi od zvijezde u našem smjeru na periodičnoj skali.
Binarni pratitelj zvijezdama promijenio bi svoju orbitu na način da bi se oni približavali i povlačili sa vidikovca Zemlje, a ako bi pratilac prošao ispred zvijezde, prigušio bi i svjetlost koja struji iz crvenog giganta. U slučaju binarnog pratioca, spektri promjene svjetline među svim ovim zvijezdama relativno su slični, što znači da bi, kako bi ovo objašnjenje djelovalo, svi crveni divovi koji pokazuju varijaciju LSP morali imati pratitelja slične veličine , otprilike 0,09 puta veća od mase Sunca. Ovaj bi scenarij bio krajnje malo vjerojatan, s obzirom na veliki broj zvijezda koje pokazuju ovu varijaciju svjetline.
Učinak obrubnog oblaka prašine mogao bi biti moguće objašnjenje. Oblak obodne prašine koji jednom zatamnjuje svjetlost zvijezde po orbiti, prigušio bi njezinu svjetlost dovoljno da objasni pojavu. Prisutnost takvog oblaka prašine otkrila bi se viškom svjetlosti koji dolazi od zvijezde u srednjem infracrvenom spektru. Prašina bi apsorbirala svjetlost iz zvijezde i ponovo je emitirala u obliku svjetlosti u sredini infracrvenog područja spektra.
Promatranja zvijezda LSP pokazuju sredinom infracrveni potpis koji je znak prašine, ali korelacija između njih ne znači da prašina uzrokuje promjene svjetline. Moglo bi biti da je prašina nusproizvod izbačene mase iz same zvijezde, čiji bi temeljni uzrok mogao biti povezan s promjenom svjetline.
Bez obzira na uzrok oscilacije svjetline kod ovih crvenih divova, to ih tjera da izbacuju masu u velikim nakupinama ili u obliku diska koji se širi. Očito će biti potrebna daljnja zapažanja kako bi se utvrdio razlog ove pojave.
Rezultati opažanja Nicholsa i Wooda objavljeni su u The Astrophysical Journal, Dva članka koja opisuju njihova otkrića dostupna su na Arxiv-u, ovdje i ovdje.
Izvor: ESO, Arxiv paper
