Kiedy nasze Słońce zacznie umierać, stanie się czerwonym olbrzymem, gdy zacznie mu brakować wodoru. Nie martw się, nie stanie się to przez kolejne 5 miliardów lat. Ale teraz astronomowie byli w stanie szczegółowo obserwować śmierć gwiazdy podobnej do Słońca około 550 lat świetlnych od Ziemi, aby lepiej zrozumieć, jaki może być koniec naszego Słońca. Gwiazda, Chi Cygni, nabrzmiała i teraz skręca się z bólu. Gwiazda zaczęła gwałtownie pulsować do wewnątrz i na zewnątrz, bijąc jak gigantyczne serce. Nowe zdjęcia z bliska powierzchni tej odległej gwiazdy pokazują jej pulsujące ruchy z niespotykanymi szczegółami.
„Ta praca otwiera okno na los naszego Słońca za pięć miliardów lat, kiedy zbliża się koniec jego życia”, powiedział Sylvestre Lacour z Observatoire de Paris, który kierował zespołem astronomów badających Chi Cygni.
Naukowcy porównali gwiazdę do samochodu, któremu zabrakło gazu. „Silnik” zaczyna pluć i pulsować. Na Chi Cygni rozpylanie pojawia się jako rozjaśnienie i ściemnienie, spowodowane skurczem i rozszerzaniem gwiazdy.
Po raz pierwszy astronomowie szczegółowo sfotografowali te dramatyczne zmiany.
„Stworzyliśmy animację pulsującej gwiazdy przy użyciu prawdziwych obrazów” - stwierdził Lacour. „Nasze obserwacje pokazują, że pulsacja jest nie tylko promieniowa, ale ma niejednorodności, takie jak gigantyczny punkt aktywny, który pojawił się w minimalnym promieniu.”
Gwiazdy na tym etapie życia są znane jako zmienne Mira. Gdy pulsuje, gwiazda wysysa zewnętrzne warstwy, które za kilkaset tysięcy lat stworzą pięknie błyszczącą mgławicę planetarną.
Chi Cygni pulsuje raz na 408 dni. Przy najmniejszej średnicy wynoszącej 300 milionów mil cętkowany jest świetlistymi plamami, gdy masywne pióropusze gorącej plazmy wędrują po jej powierzchni, podobnie jak granulki widoczne na powierzchni Słońca, ale znacznie większe. W miarę rozszerzania Chi Cygni ochładza się i przyciemnia, osiągając średnicę 480 milionów mil - wystarczająco dużą, aby pochłonąć i ugotować pas asteroidy naszego Układu Słonecznego.
Obrazowanie gwiazd zmiennych jest niezwykle trudnym zadaniem. Po pierwsze, zmienne Mira chowają się w zwartej i gęstej skorupie pyłu i cząsteczek. Aby zbadać powierzchnię gwiezdną w skorupie, astronomowie muszą obserwować gwiazdy w świetle podczerwonym, co pozwala im patrzeć przez powłokę cząsteczek i pyłu, podobnie jak promieniowanie rentgenowskie pozwala lekarzom zobaczyć kości w ludzkim ciele.
Po drugie, gwiazdy te są bardzo daleko, a zatem wydają się bardzo małe. Mimo że są ogromne w porównaniu ze Słońcem, odległość sprawia, że wydają się nie większe niż mały dom na Księżycu widziany z Ziemi. Tradycyjne teleskopy nie mają odpowiedniej rozdzielczości. W związku z tym zespół zastosował technikę zwaną interferometrią, która polega na łączeniu światła pochodzącego z kilku teleskopów, aby uzyskać rozdzielczość równoważną teleskopowi tak dużemu, jak odległość między nimi.
Wykorzystali matrycę podczerwieni optycznego teleskopu Smithsonian Astrophysical Observatory (IOTA), która znajdowała się w Whipple Observatory na Mount Hopkins w Arizonie.
„IOTA oferowała wyjątkowe możliwości” - powiedział współautor Marc Lacasse z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). „Pozwoliło nam to zobaczyć szczegóły na zdjęciach, które są około 15 razy mniejsze niż można to zrobić na obrazach z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a”.
Zespół uznał również przydatność wielu obserwacji, do których corocznie wnoszą astronomowie amatorzy z całego świata, które zostały dostarczone przez Amerykańskie Stowarzyszenie Obserwatorów Gwiazd zmiennych (AAVSO).
W nadchodzącej dekadzie perspektywa ultra-ostrego obrazowania umożliwianego przez interferometrię podnieca astronomów. Przedmioty, które do tej pory wyglądały jak punktowe, stopniowo odkrywają swoją prawdziwą naturę. Powierzchnie gwiezdne, dyski akrecyjne czarnej dziury i regiony tworzące planety otaczające nowo narodzone gwiazdy - wszystkie były rozumiane przede wszystkim za pomocą modeli. Interferometria obiecuje ujawnić ich prawdziwe tożsamości, a wraz z nimi pewne niespodzianki.
Nowe obserwacje Chi Cygni zostały opublikowane w wydaniu The Astrophysical Journal z 10 grudnia.
Źródło: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
