Kad je u pitanju gledanje izvan našeg Sunčevog sustava, astronomi su često prisiljeni teoretizirati o onome što ne znaju na temelju onoga što rade. Ukratko, oni se moraju osloniti na ono što smo naučili proučavajući Sunce i planete iz našeg vlastitog Sunčevog sustava kako bi se poučila nagovještajima kako su se drugi zvijezdani sustavi i njihova tijela formirali i razvijali.
Na primjer, astronomi su od našeg Sunca puno naučili o tome kako konvekcija igra veliku ulogu u životu zvijezda. Do sada nisu mogli provesti detaljne studije površina drugih zvijezda zbog njihove udaljenosti i opskurnih čimbenika. Međutim, u povijesnom, međunarodnom timu znanstvenika nedavno je stvoren prvi detaljni snimak površine crvene divovske zvijezde smještene otprilike 530 svjetlosnih godina.
Studija se nedavno pojavila u znanstvenom časopisuPriroda pod naslovom "Velike granulacijske ćelije na površini divovske zvijezde Π¹ Gruis". Studiju je vodila Claudia Paladini sa Université libre de Bruxelles, a uključivali su članove Europskog opservatorija za jug, Sofija-Antipolis iz Université de Nice, Državno sveučilište Georgia, Université Grenoble Alpes, Sveučilište Uppsala, Sveučilište u Beču i Sveučilište Exetera.
Za potrebe svoje studije, tim je koristio instrument preciznog integriranog optike blizu infracrvenog slikanja (PIONIER) na ESO-ovom vrlo velikom teleskopskom interferometru (VLTI) za promatranje zvijezde poznate kao Π¹ Gruis. Smješteno 530 svjetlosnih godina od Zemlje u zviježđu Grus (Dizalica),,1 Gruis je cool crveni div. Iako je iste mase kao i naše Sunce, ono je 350 puta veće i nekoliko tisuća puta sjajnije.
Desetljećima su astronomi nastojali saznati više o konvekcijskim svojstvima i evoluciji zvijezda proučavanjem crvenih divova. To su one koje postaju zvijezde glavnih sekvenci nakon što su iscrpile vodikovo gorivo i proširile se na stotine puta više od normalnog promjera. Nažalost, proučavanje konvekcijskih svojstava većine nadmoćnih zvijezda izazovno je jer su njihove površine često zatamnjene prašinom.
Nakon dobivanja interferometrijskih podataka na Π1 Gruis u rujnu 2014. godine, tim se oslanjao na softver i algoritme za obnovu slike kako bi sastavili slike površine zvijezde. To je omogućilo timu da utvrdi uzorke konvekcije zvijezde odabirom njezinih "granula", velikih zrnatih mrlja na površini koje označavaju vrh konvektivne ćelije.
Ovo je prvi put da su takve slike nastale i predstavljaju veliki pomak kada je u pitanju naše razumijevanje kako zvijezde stare i razvijaju se. Kao što je objasnio dr. Fabien Baron, docent na Državnom sveučilištu Georgia i koautor studije:
„Ovo je prvi put da imamo tako divnu zvijezdu koja se nedvosmisleno slika s takvom razinom detalja. Razlog je ograničenje pojedinosti koje možemo vidjeti na temelju veličine teleskopa koji se koristi za promatranje. Za ovaj rad koristili smo interferometar. Svjetlost iz nekoliko teleskopa kombinira se kako bi se prevladala granica svakog teleskopa, čime se postiže razlučivost jednaka onoj puno većeg teleskopa. "
Ova je studija posebno značajna jer Π1 Gruis u posljednjoj velikoj životnoj fazi i nalikuje na to kako će izgledati naše Sunce kad je na kraju svog životnog vijeka. Drugim riječima, kada naše Sunce istroši vodikovo gorivo za otprilike pet milijardi godina, značajno će se proširiti i postati crvena zvijezda divova. U ovom će trenutku biti dovoljno velik da obuhvati Merkur, Veneru i možda čak i Zemlju.
Kao rezultat toga, proučavanje ove zvijezde pružit će znanstvenicima uvid u buduće aktivnosti, karakteristike i izgled našeg Sunca. Na primjer, naše Sunce ima oko dva milijuna konvektivnih stanica koje u promjeru obično mjere 2000 km (1243 milja). Na temelju njihove studije, tim procjenjuje da je površina Π1 Gruis ima složen konvektivni uzorak, s granulama koje mjere oko 1,2 x 10 ^ 8 km (62,137,119 mi) vodoravno ili 27 posto promjera zvijezde.
To je u skladu s onim što su astronomi predvidjeli, a to je da bi divovske i nadmoćne zvijezde morale imati samo nekoliko velikih konvektivnih stanica zbog svoje niske gravitacije površine. Kao što je Barun naznačio:
"Ove su slike važne jer se veličina i broj granula na površini zapravo vrlo dobro uklapaju u modele koji predviđaju ono što bismo trebali vidjeti. To nam govori da naši modeli zvijezda nisu daleko od stvarnosti. Vjerojatno smo na dobrom putu da razumijemo ove vrste zvijezda. "
Detaljna karta također je ukazivala na razlike u površinskoj temperaturi, koje su bile vidljive iz različitih boja na površini zvijezde. To je u skladu s onim što znamo o zvijezdama, gdje temperaturne razlike ukazuju na procese koji se odvijaju unutra. Kako temperature rastu i padaju, toplija i fluidnija područja postaju svjetlija (pojavljuju se bijela) dok hladnija, gušća područja postaju tamnija (crvena).
Gledajući unaprijed, Paladini i njezin tim žele stvoriti još detaljnije slike površine divovskih zvijezda. Glavni cilj toga je omogućiti kontinuirano praćenje evolucije tih granula, a ne samo stvaranje snimaka različitih točaka u vremenu.
Iz ovih i sličnih studija ne samo da ćemo vjerojatno saznati više o nastanku i evoluciji različitih vrsta zvijezda u našem Svemiru; sigurni smo i da bolje razumijemo za što se kreće naš Sunčev sustav.
