スウェーデンのチャルマーズ工科大学の天文学者らは、酸素が豊富な赤色巨星では塵粒子は恒星風を引き起こすのに十分な力を生み出さないと結論づけた。この発見は、地球から約180光年離れた星R Doradusの詳細な観察から得られたものです。 Astronomy & Astrophysics 誌に掲載されたこの研究は、星の他の内部プロセスが物質の放出の主な原因として機能していることを示しています。
この研究には、チリにあるヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡に設置された SPHERE 装置が使用されました。科学者たちは、星の表面近くの塵粒子によって反射された偏光を分析しました。
- 検出された粒子は主にケイ酸塩とアルミナから構成されています。
- その平均サイズは約0.1マイクロメートルです。
- シミュレーションによると、これらの粒子は重力に打ち勝つには星の光が少なすぎることがわかりました。
利用可能な原子が完全に凝縮して塵になるなどの極端なシナリオを考慮しても、放射力は依然として不十分です。
最先端の望遠鏡による観測
研究チームは、SPHEREのデータと、アタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ(ALMA)で撮影された以前の画像を組み合わせた。これらの観測により、太陽と同様の質量を持つ漸近巨大枝上の恒星、R Doradus の大気中の構造が明らかになった。
研究者らは、光と物質の間の相互作用をシミュレートするために放射伝達モデルをテストしました。その結果、小さな粒子は光を散乱させるが、ガスを大幅に加速しないことが確認されました。
研究リーダーのテオ・クーリ氏は、チームは古典的なモデルを確認したいと考えていたが、データはその逆を示したと強調した。彼はこの結果が科学にとって興味深いものであると考えた。
鉄分が豊富な穀物は、より多くの放射線を吸収し、風に寄与する前に急速に加熱され昇華します。
注目の代替メカニズム
塵が主な原因である可能性は否定されたため、天文学者たちは星の内部プロセスに注目した。 R Doradus は、175 日と 332 日の周期で規則的なパルスを発し、ガスを噴出できる衝撃波を生成します。
対流も重要な役割を果たします。
- 高温プラズマの巨大な泡が表面に上昇します。
- それらは冷えて下降し、乱流を引き起こします。
- この動きによって物質が持ち上げられ、後で粉塵が発生する可能性がある領域に移動します。
研究論文の共著者であるワウター・ブレミングス氏は、対流気泡や激しい粉塵形成などの代替案は探求に値すると述べた。これらのプロセスは、観測された風の放出を最もよく説明します。
星の進化への影響
R ドラダスは、高度な段階の太陽に似た星のプロトタイプとして機能します。赤色巨星は、惑星や生命の形成に不可欠な炭素、窒素、酸素などの重元素を星間物質に豊富に与えます。
この発見は、これらの星の質量損失についての理解を変えます。恒星風は、新世代の惑星系を形成する物質を運びます。
今後の観測では、脈動サイクル全体の変動を追跡する必要があります。これは、風がいつどのように強まるかを特定するのに役立ちます。
観測された星の詳細
R Doradus は、しら座に位置し、角直径が大きいため、詳細な研究が容易です。
- 距離：約180光年。
- 質量損失率: 中程度、年間約 10^{-7} 太陽質量。
- 組成: 酸素が豊富で、低質量から中質量の進化した星に典型的。
偏光データにより、恒星円盤の周囲に明るい散乱光の弧が存在することが明らかになりました。
研究の次のステップ
研究チームは、拍動サイクルのさまざまな段階を監視するための新しい観察キャンペーンを計画しています。これにより、風の初期加速における対流とパルスの役割をテストできるようになります。
理論モデルには、これらの組み合わせたメカニズムを組み込む必要があります。この研究では、天文学、物理学、化学の知識を統合してシミュレーションを改良しています。
