Έρευνα με επικεφαλής αστρονόμους στο Universidade του Tecnologia του Chalmers, στο Suécia, αμφισβητεί μια θεμελιώδη αστροφυσική θεωρία σχετικά με το σχηματισμό ανέμων σε κόκκινα γιγάντια αστέρια. Η μελέτη, με επίκεντρο το αστέρι R Esta ανακάλυψη, που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Astronomy &
Η έρευνα χρησιμοποίησε έναν συνδυασμό τεχνολογιών παρατήρησης αιχμής για να αναλύσει την ατμόσφαιρα του άστρου, που βρίσκεται περίπου 180 έτη φωτός από το Terra. Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, οι κόκκοι σκόνης που αποτελούνται από πυριτικά άλατα και αλουμίνα είναι αναποτελεσματικοί στο να συλλάβουν το φως των αστεριών και να ξεπεράσουν τη βαρύτητα. Η ομάδα επιστημόνων απέδειξε ότι, ακόμη και στα πιο αισιόδοξα σενάρια, η πίεση της ακτινοβολίας στη σκόνη είναι ανεπαρκής για να εξηγήσει την παρατηρούμενη απώλεια μάζας, ανοίγοντας το δρόμο για νέες θεωρίες σχετικά με την αστρική εξέλιξη.
Κλασική θεωρία υπό έλεγχο
Για δεκαετίες, το κυρίαρχο μοντέλο για την εξήγηση των αστρικών ανέμων σε κόκκινους γίγαντες βασιζόταν στην πίεση της ακτινοβολίας. Η θεωρία υπέθεσε ότι τα φωτόνια που εκπέμπονται από το αστέρι ώθησαν νεοσχηματισμένους κόκκους σκόνης στην ανώτερη ατμόσφαιρά του και αυτή η σκόνη, με τη σειρά της, έσυρε αέριο μαζί του, δημιουργώντας μια συνεχή ροή υλικού έξω στο διάστημα. Ο μηχανισμός Este θεωρήθηκε ακρογωνιαίος λίθος για την κατανόηση της απώλειας μάζας στα εξελιγμένα αστέρια. Ωστόσο, λεπτομερείς παρατηρήσεις του R Doradus αποκάλυψαν μια διαφορετική πραγματικότητα. Η ανάλυση του πολωμένου φωτός που ανακλάται από τη σκόνη έδειξε ότι οι κόκκοι έχουν μέσο μέγεθος μόλις 0,1 μικρόμετρα και αποτελούνται κυρίως από υλικά που διασκορπίζουν το φως αντί να το απορροφούν αποτελεσματικά. Οι υπολογιστικές δοκιμές Simulações επιβεβαίωσαν ότι αυτή η αλληλεπίδραση δημιουργεί μια πολύ ασθενή δύναμη, ανίκανη να υπερνικήσει την ισχυρή βαρυτική έλξη του άστρου. Η ανακάλυψη αντιπροσωπεύει μια αλλαγή παραδείγματος, υποδεικνύοντας ότι η σκόνη είναι συνέπεια και όχι αιτία μαζικής εκτόξευσης.
Ακριβείς παρατηρήσεις με τεχνολογία αιχμής
Η πρόοδος ήταν δυνατή χάρη στη χρήση οργάνων τελευταίας τεχνολογίας που είναι εγκατεστημένα σε μερικά από τα πιο προηγμένα παρατηρητήρια στον κόσμο. Η ομάδα των αστρονόμων χρησιμοποίησε το όργανο SPHERE, τοποθετημένο στο Very Large Telescope (VLT) του Observatório Europeu του Sul, στο Chile. Η ικανότητα του SPHERE να αναλύει την πόλωση του φωτός επέτρεψε στους επιστήμονες να προσδιορίσουν τις φυσικές ιδιότητες των κόκκων σκόνης με πρωτοφανή ακρίβεια, λειτουργώντας σαν πολωμένα γυαλιά ηλίου που φιλτράρουν την έντονη λάμψη του άστρου για να αποκαλύψουν τις λεπτές λεπτομέρειες του υλικού γύρω του.
Αυτά τα δεδομένα συμπληρώθηκαν με αρχειακές εικόνες από το Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ένα άλλο τηλεσκόπιο που βρίσκεται στο Chile, το οποίο χαρτογραφεί ψυχρότερα αέρια και σκόνη σε περιοχές πιο μακριά από το αστέρι. Ο συνδυασμός αυτών των δύο πηγών δεδομένων, οι οποίες παρατηρούν το σύμπαν σε διαφορετικά μήκη κύματος, παρείχε μια πλήρη, τρισδιάστατη άποψη του περιβάλλοντος του R Doradus. Foi αυτή η πολύπλευρη προσέγγιση που επέτρεψε στην ομάδα να δοκιμάσει αυστηρά μοντέλα μεταφοράς ακτινοβολίας και να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι η κλασική θεωρία δεν άντεξε μπροστά σε παρατηρητικές αποδείξεις.
Ο ρόλος των εσωτερικών διεργασιών του αστεριού
Με τον μηχανισμό σκόνης να αποκλείεται ως κύριος μοχλός, η προσοχή των ερευνητών στράφηκε στην εσωτερική δυναμική του ίδιου του αστεριού. Οι κόκκινοι γίγαντες όπως ο RDoradus είναι ταραχώδεις και ασταθείς κόσμοι.
Μία από τις βασικές διαδικασίες είναι ο αστρικός παλμός. Το αστέρι διαστέλλεται και συστέλλεται σε κανονικούς κύκλους, οι οποίοι στο R Doradus διαρκούν 175 και 332 ημέρες. Οι παλμοί Essas δημιουργούν ισχυρά κρουστικά κύματα που διαδίδονται στην αστρική ατμόσφαιρα, ανυψώνοντας μηχανικά μεγάλες ποσότητες αερίου σε μεγαλύτερα υψόμετρα.
Ένας άλλος κρίσιμος παράγοντας είναι η μεταφορά. Φυσαλίδες Gigantescas θερμού πλάσματος, μεγαλύτερες από το δικό μας Sol, ανεβαίνουν από το εσωτερικό προς την επιφάνεια, όπου απελευθερώνουν θερμότητα, ψύχονται και ξαναβουτούν. Η κίνηση “βρασμού” Esse δημιουργεί ακραίες αναταράξεις που συμβάλλουν επίσης στην εκτόξευση υλικού.
Αυτοί οι εσωτερικοί μηχανισμοί θεωρούνται πλέον ως κύριοι υπεύθυνοι για την έναρξη της ροής υλικού μακριά από το αστέρι, δημιουργώντας τις συνθήκες για να σχηματιστεί αργότερα σκόνη σε ψυχρότερες, πιο απομακρυσμένες περιοχές.
Λεπτομέρειες για το αστέρι R Doradus
Το R Doradus είναι ένα ιδανικό αντικείμενο μελέτης για τους αστρονόμους για διάφορους λόγους. Η εγγύτητα του Sua στο Terra του δίνει μία από τις μεγαλύτερες γωνιακές διαμέτρους στον ουρανό, επιτρέποντας στα τηλεσκόπια να επιλύσουν λεπτομέρειες της επιφάνειας και της ατμόσφαιράς του που θα ήταν αδύνατο να φανούν σε πιο μακρινά αστέρια.
Ταξινομημένο ως αστέρι Ramo Gigante Assintótico (AGB), αντιπροσωπεύει ένα προχωρημένο στάδιο εξέλιξης για αστέρια χαμηλής έως μέσης μάζας, παρόμοιο με αυτό που θα γίνει το Sol σε δισεκατομμύρια χρόνια. Η σύνθεση Sua πλούσια σε οξυγόνο και ο ρυθμός απώλειας μάζας της είναι αντιπροσωπευτικές αυτής της κατηγορίας αστέρων.
Συνέπειες για την εξέλιξη του σύμπαντος
Ο τρόπος με τον οποίο οι κόκκινοι γίγαντες χάνουν μάζα είναι μια θεμελιώδης διαδικασία για την κοσμική οικολογία. Οι αστρικοί άνεμοι Esses είναι η κύρια πηγή εμπλουτισμού του διαστρικού μέσου με βαριά στοιχεία, όπως ο άνθρακας, το άζωτο και το οξυγόνο.
Αυτά τα στοιχεία, σφυρηλατημένα στους πυρήνες των άστρων, είναι τα βασικά δομικά στοιχεία για το σχηματισμό νέων άστρων, πλανητικών συστημάτων και, τελικά, της ζωής όπως τη γνωρίζουμε.
Η ακριβής κατανόηση των μηχανισμών που οδηγούν αυτούς τους ανέμους είναι επομένως ζωτικής σημασίας για τα μοντέλα γαλαξιακής εξέλιξης. Η νέα ανακάλυψη για τον Ρ
Μελλοντικές γραμμές έρευνας
Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει την παρακολούθηση του R Doradus για να εμβαθύνει την κατανόηση των προτεινόμενων νέων μηχανισμών. Ο στόχος είναι να πραγματοποιηθούν εκστρατείες παρατήρησης που ακολουθούν το αστέρι σε όλους τους κύκλους παλμών του.
Αυτές οι παρατηρήσεις θα μας επιτρέψουν να συσχετίσουμε άμεσα τα γεγονότα παλμών και μεταφοράς με την εκτόξευση μάζας, δοκιμάζοντας το ρόλο αυτών των διεργασιών στην αρχική επιτάχυνση των ανέμων. Τα δεδομένα που συλλέγονται θα χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση των θεωρητικών μοντέλων και των προσομοιώσεων υπολογιστή, ενσωματώνοντας τη φυσική, τη χημεία και την αστρονομία για να δημιουργηθεί μια πιο ολοκληρωμένη και ακριβής εικόνα της τελικής φάσης της ζωής των άστρων.
Η σύνθεση της αναλυόμενης σκόνης
Η λεπτομερής ανάλυση της σκόνης γύρω από το R Doradus ήταν ζωτικής σημασίας για την ανακάλυψη. Τα πολωμετρικά δεδομένα αποκάλυψαν ότι οι κόκκοι αποτελούνται κυρίως από πυριτικά και αλουμίνα, υλικά που είναι πιο αποτελεσματικά στη διασπορά του φωτός παρά στην απορρόφησή του. Το πλούσιο σε σίδηρο Grãos, το οποίο απορροφά την ακτινοβολία πιο αποτελεσματικά, θα θερμαίνεται γρήγορα και θα εξαχνώνεται προτού μπορέσουν να συμβάλουν σημαντικά στην κίνηση του αστρικού ανέμου.
