כשמדובר בהסתכלות מעבר למערכת השמש שלנו, אסטרונומים נאלצים לעיתים קרובות להעריך תיאוריה על מה שהם לא יודעים על סמך מה שהם עושים. בקיצור, הם צריכים לסמוך על מה שלמדנו ללמוד את השמש ואת כוכבי הלכת ממערכת השמש שלנו בכדי להניח ניחושים משכילים כיצד התפתחו מערכות כוכבים אחרות וגופם בהתאמה.
לדוגמה, אסטרונומים למדו הרבה מהשמש שלנו על איך הסיעוד משחק תפקיד חשוב בחיי הכוכבים. עד כה הם לא הצליחו לערוך מחקרים מפורטים על משטחי הכוכבים האחרים בגלל מרחקיהם וגורמים מעורפלים. עם זאת, בראשון היסטורי, צוות מדענים בינלאומי יצר לאחרונה את התמונות המפורטות הראשונות של פני השטח של כוכב ענק אדום שנמצא בערך 530 שנות אור משם.
המחקר הופיע לאחרונה בכתב העת המדעיטבע תחת הכותרת "תאי גרנולציה גדולים על פני הכוכב הענק Π¹ גרויס". המחקר הובל על ידי קלאודיה פלדיני מאוניברסיטת libre de Bruxelles וכלל חברים מהמצפה הכוכבים האירופי, אוניברסיטת ניס סופיה-אנטיפוליס, אוניברסיטת מדינת ג'ורג'יה, אוניברסיטת גרנובל אלפס, אוניברסיטת אופסלה, אוניברסיטת וינה והאוניברסיטה. של אקסטר.
לצורך המחקר, הצוות השתמש במכשיר Precision Integrated-Optics Integrated Optical Imaging ExpeRiment כמעט (אינפרא אדום) במכשיר הטלוויזיה הגדולה מאוד של טלסקופ ה- ESO (VLTI) בכדי לראות את הכוכב המכונה Π¹ Gruis. ממוקם 530 שנות אור מכדור הארץ בקבוצת הכוכבים גרוס (המנוף), Π1 גרויס הוא ענק אדום מגניב. אמנם מדובר באותה מסה כמו השמש שלנו, אך היא גדולה פי 350 וכמה אלפי פעמים בהירה יותר.
במשך עשרות שנים אסטרונומים חיפשו ללמוד יותר על תכונות ההסעה והתפתחות הכוכבים על ידי לימוד ענקים אדומים. אלה הם שהפכו לכוכבי רצף עיקרי ברגע שמיצו את הדלק המימן שלהם ומתרחבים והופכים למאות פעמים בקוטר הרגיל שלהם. לרוע המזל, לימוד תכונות ההסעה של מרבית הכוכבים הגדולים ביותר היה מאתגר מכיוון שהמשטחים שלהם מוסתרים לעיתים קרובות על ידי אבק.
לאחר השגת נתונים אינטרפרומטריים על Π1 גרויס בספטמבר 2014, הצוות הסתמך אז על תוכנת שחזור תמונות ואלגוריתמים כדי לחבר תמונות של פני הכוכב. אלה אפשרו לצוות לקבוע את דפוסי ההסעה של הכוכב על ידי בחירת ה"גרגירים "שלו, הנקודות הגורניות הגדולות על פני השטח המעידות על החלק העליון של תא מעוות.
זו הייתה הפעם הראשונה שדימויים כאלה נוצרים, ומייצגים פריצת דרך משמעותית כשמדובר בהבנתנו כיצד הכוכבים מתיישנים ומתפתחים. כפי שהסביר ד"ר פביאן בארון, פרופסור באוניברסיטת ג'ורג'יה סטייט וכותב משותף למחקר:
"זו הפעם הראשונה שיש לנו כוכב ענק כזה שמצולם באופן חד משמעי עם אותה רמת פרטים. הסיבה לכך היא שיש גבול לפרטים שאנו יכולים לראות בהתבסס על גודל הטלסקופ המשמש לתצפיות. עבור מסמך זה השתמשנו באינטרפרומטר. האור ממספר טלסקופים משולב כדי להתגבר על גבול כל טלסקופ, ובכך להשיג רזולוציה המקבילה לזו של טלסקופ גדול בהרבה. "
מחקר זה משמעותי במיוחד מכיוון ש- Π1 גרויס נמצא בשלב הגדול האחרון של החיים ומזכיר את מראה השמש שלנו כשהיא בסוף תוחלת החיים שלה. במילים אחרות, כאשר השמש שלנו תמצה את דלק המימן שלה בערך חמישה מיליארד שנים, היא תתרחב משמעותית והפכה לכוכבת ענק אדומה. בשלב זה הוא יהיה גדול דיו להקיף את מרקורי, ונוס, ואולי אפילו כדור הארץ.
כתוצאה מכך, לימוד כוכב זה ייתן למדענים תובנות לגבי הפעילות העתידית, המאפיינים והמראה של השמש שלנו. לדוגמא, לשמש שלנו יש כשני מיליון תאים בהסרת הגודל שנמצאים בדרך כלל בקוטר 2,000 ק"מ. בהתבסס על המחקר שלהם, הצוות מעריך כי פני השטח של Π1 לגרויס יש דפוס קונווקטיבי מורכב, עם גרגירים בגודל של 1.2X10 ^ 8 ק"מ (62,137,119 מייל) אופקית או 27 אחוז מקוטרו של הכוכב.
זה עולה בקנה אחד עם מה שחזה האסטרונומים, שהיה כי לכוכבים ענקיים וסביבתיים צריכים להיות רק כמה תאים גדולים ומשכנעים בגלל כוח הכובד הנמוך שלהם. כפי שציין ברון:
"התמונות האלה חשובות מכיוון שגודל ומספר הגרגירים על פני השטח אכן משתלבים היטב עם דגמים שמנבאים את מה שאנחנו צריכים לראות. זה אומר לנו שמודלי הכוכבים שלנו אינם רחוקים מהמציאות. אנחנו כנראה בדרך הנכונה להבין סוגים כאלה של כוכבים. "
המפה המפורטת הציגה גם הבדלים בטמפרטורת פני השטח, שהיו ניכרים בצבעים השונים על פני הכוכב. זה עולה בקנה אחד גם עם מה שאנחנו יודעים על כוכבים, כאשר שינויי טמפרטורה מעידים על תהליכים שמתרחשים בפנים. ככל שהטמפרטורות עולות ויורדות, אזורים חמים ונוזלים יותר הופכים בהירים יותר (נראים לבנים) ואילו האזורים הקרירים והצפופים יותר הופכים כהים יותר (אדום).
במבט קדימה, פלדיני וצוותה רוצים ליצור תמונות מפורטות עוד יותר על פני השטח של כוכבי ענק. המטרה העיקרית של זה היא להיות מסוגל לעקוב אחר ההתפתחות של גרגירים אלה ברציפות, ולא רק לקבל תמונות של נקודות שונות בזמן.
ממחקרים אלה ודומים, אנו לא צפויים ללמוד יותר אודות היווצרותם והתפתחותם של סוגים שונים של כוכבים ביקום שלנו; אנו גם בטוחים להבין טוב יותר את מיועד מערכת השמש שלנו.
