Pod koniec życia gwiazdy stają się dość niechlujne. Z każdą pulsacją umierająca gwiazda wyrzuca kule gazu w kosmos, które ostatecznie zostają przetworzone w nową generację gwiazd i planet. Ale rozliczenie wszystkich utraconych materiałów jest trudne. Podobnie jak próba zobaczenia smugi dymu przy świetle reflektorów stadionu, obserwowanie tych cienkich arkuszy gwiezdnego materiału wirującego tuż nad powierzchnią gwiazdy jest dużym wyzwaniem. Jednak stosując innowacyjną technikę do obrazowania światła gwiazd rozpraszającego ziarna międzygwiezdne, astronomom udało się wreszcie dostrzec fale pyłu spływające z umierających gwiazd!
Wszystkie gwiazdy - W Hydra, R Doradus i R Leonis - są wysoce zmiennymi czerwonymi olbrzymami, gwiazdami, które nie łączą już wodoru w swoich rdzeniach, ale przeszły do tworzenia cięższych pierwiastków. Każda z nich jest całkowicie otoczona bardzo cienką skorupą pyłu, najprawdopodobniej złożoną z minerałów, takich jak forsteryt i enstatyt. Ziarna te mogą powstać tylko wtedy, gdy surowe składniki wypłyną w pewnej odległości od gwiazdy. W odległościach w przybliżeniu równych rozmiarowi samej gwiazdy gaz ostygł wystarczająco, aby umożliwić atomom rozpoczęcie sklejania się i tworzenie bardziej złożonych związków. Minerały takie jak te posadzą asteroidy i prawdopodobnie skaliste planety, takie jak Ziemia, w ciągłym cyklu śmierci i odrodzenia rozgrywającym się w Galaktyce.
Artykuł opisujący to odkrycie, przyjęty do czasopisma Natura, można znaleźć tutaj.
Astronomowie, którzy niedawno donieśli o tym odkryciu, użyli bardzo dużego teleskopu o szerokości ośmiu metrów na chilijskiej pustyni Atacama - oraz zestawu sprytnych narzędzi - aby wykończyć subtelne odbicia tych skorup pyłu. Sztuczka polegająca na oglądaniu światła odbijającego się między cząstkami pyłu międzygwiezdnego polega na wykorzystaniu jednej z właściwości fali światła. Wyobraź sobie, że masz długość liny: jeden koniec jest w dłoni, a drugi przywiązany do ściany. Zaczynasz kołysać końcem, a fale wędrują wzdłuż sznurka. Jeśli poruszasz ramieniem w górę iw dół, fale są prostopadłe do podłogi; jeśli poruszasz ramieniem z boku na bok, są one równoległe do niego. Orientacja tych fal nazywana jest ich „polaryzacją”. Jeśli pomieszałeś rzeczy, ciągle zmieniając kierunek, w którym oscylowało twoje ramię, orientacja fal byłaby podobnie zagmatwana. Lina odbija się we wszystkich kierunkach. Mówi się, że bez preferowanego kierunku ruchu fale liny są „niespolaryzowane”.
Fale świetlne emitowane z powierzchni gwiazdy są jak chaotyczna lina. Oscylacje w polach elektrycznych i magnetycznych, które tworzą rozchodzącą się falę świetlną, nie mają preferowanego kierunku ruchu - są niespolaryzowane. Jednak gdy światło odbija się od ziarna pyłu, całe to zamieszanie zanika. Fale oscylują teraz w przybliżeniu w tym samym kierunku, tak jakbyś zdecydował się tylko odbijać linę w górę iw dół. Astronomowie nazywają to światło „spolaryzowanym”.
Filtr polaryzacyjny przepuszcza światło tylko o określonej orientacji. Trzymaj go w jedną stronę, a tylko światło „spolaryzowane pionowo” - światło, w którym pole elektryczne oscyluje w górę i w dół - przejdzie. Obróć filtr o dziewięćdziesiąt stopni, a będziesz emitować tylko światło „spolaryzowane poziomo”. Jeśli masz okulary polaryzacyjne, możesz spróbować tego samodzielnie, obracając okulary i obserwując, jak scena przez soczewki staje się jaśniejsza i ciemniejsza. To także dobra demonstracja tego, jak nasza atmosfera polaryzuje nadchodzące światło słoneczne.
Skorupa pyłu wokół gwiazdy polaryzuje odbijające się od niej światło. Podobnie jak niebo staje się jaśniejsze i ciemniejsze po obróceniu okularów przeciwsłonecznych, patrzenie na taką gwiazdę przez inaczej ukierunkowane filtry polaryzacyjne ujawni otoczenie wokół niej aureoli spolaryzowanego światła. Różne orientacje ujawnią różne segmenty halo. Łącząc obserwacje polarymetryczne z interferometrią - bicie razem fal świetlnych z szeroko oddzielonych punktów w lustrze teleskopu w celu uzyskania obrazów o bardzo wysokiej rozdzielczości - cienki pierścień rozproszonego światła odsłania się wokół tych trzech gwiazd.
Te nowe obserwacje stanowią kamień milowy w naszym zrozumieniu nie tylko końcowej gry gwiazdy, ale także produkcji pyłu międzygwiezdnego. Podobnie jak kominy wielkich fabryk, czerwone gigantyczne gwiazdy wyrzucają sadzę minerałów w przestrzeń kosmiczną, unoszoną w górę przez gwiezdne wiatry. Dzięki drobiazgowej obserwacji wyniki takie jak te mogą pomóc w powiązaniu śmierci jednego pokolenia gwiazd z narodzinami drugiego. Odkrywanie tajemnic formowania się ziarna w kosmosie zbliża nas o krok do złożenia wielu kroków, które prowadzą od gwiezdnej śmierci do stworzenia planet skalistych takich jak nasza.
