Gigantické bubliny na povrchu rudého obra

Astronomové využívající dalekohled ESO/VLT poprvé v historii pozorovali strukturu granulace na povrchu vzdálené hvězdy – stárnoucího rudého obra π1 Gruis. Tento pozoruhodný nový snímek byl pořízen pomocí přístroje PIONIER. Odhaluje konvektivní buňky o průměru asi 120 milionů kilometrů tvořící povrchovou vrstvu mohutné hvězdy, která svou velikostí 350krát převyšuje Slunce. Výsledky byly publikovány v prestižním vědeckém časopise Nature.

Hvězda s označením π1 Gruis je chladný rudý obr, který leží asi 530 světelných let od Slunce a na obloze se nachází v jižním souhvězdí Jeřáb (Grus, Gru). Hmotnost této stálice je sice srovnatelná se Sluncem, ale její průměr je 350krát větší a její svítivost je vyšší dokonce tisíckrát. Podobným monstrem se naše Slunce stane asi tak za 5 miliard let.

Mezinárodní tým astronomů pod vedením Claudie Paladini (ESO) využil schopnosti přístroje PIONIER, který je instalován na dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope), k pozorování hvězdy π1 Gruis v dosud nedostižných detailech.

Vědci objevili, že povrch tohoto rudého obra tvoří doslova pouze několik konvektivních buněk, které bývají též označovány jako granule. Každá z nich má průměr asi 120 milionů kilometrů, což zhruba odpovídá vzdálenosti dělící Slunce a planetu Venuši ve Sluneční soustavě.

Povrchová vrstva atmosféry – takzvaná fotosféra – obřích hvězd je skryta v oblacích prachu, který brání přímému pozorování. Nicméně, i když se prach v okolí stálice π1 Gruis vyskytuje do značné vzdálenosti, zdaleka nemá tak významný efekt na nová pozorování, která byla provedena v infračerveném oboru spektra.

TIP:   (Ne)uvidíte na obloze

Když v dávné minulosti hvězda π1 Gruis spotřebovala dostupné vodíkové palivo ve svém nitru, dokončila tak první část svého programu jaderné fúze. Vzniklým nedostatkem v produkci energie se hvězda smrštila, čímž došlo k ohřátí její hmoty až na 100 milionů stupňů. Tyto extrémně vysoké teploty zažehly další vývojovou fázi, ve které hvězda začala spalovat hélium na těžší prvky, jako je uhlík a kyslík.

Mimořádně horké jádro hvězdy následně vypudilo vnější plynové obálky, které se tak nafoukly do stonásobně větších rozměrů, než měly původně. Hvězda, jakou pozorujeme dnes, je proměnným rudým obrem a až dosud se vědcům nepodařilo takto detailně zobrazit povrch hvězdy tohoto typu.

Pro srovnání, fotosféra Slunce obsahuje asi dva miliony konvektivních buněk s typickým průměrem asi 2 000 kilometrů. Propastný rozdíl ve velikosti granulí těchto dvou hvězd je možné částečně vysvětlit rozdílnou přitažlivostí na povrchu (surface gravity). Hvězda π1 Gruis je jen 1,5krát hmotnější než Slunce, ale je mnohem větší. Výsledkem je velmi nízká přitažlivost v místě fotosféry a tedy existence pouze několika extrémně velkých konvektivních buněk.

Zatímco hvězdy asi 8krát hmotnější než Slunce zakončují svůj život dramatickou explozí supernovy, méně hmotné stálice, jako je tato, postupně odvrhují své vnější vrstvy a dávají vzniknout nádherným planetárním mlhovinám. Dřívější výzkumy hvězdy π1 Gruis objevily slupku materiálu, která se nachází asi 0,9 světelného roku od centrální hvězdy, a musela tak být odvržena asi před 20 tisíci lety.

Ve srovnání s celým životním cyklem těchto hvězd trvajícím několik miliard let představuje tato několik desítek tisíc let dlouhá epizoda doslova okamžik – a provedená pozorování mimo jiné nabízejí nový způsob, jak prokázat, že se stálice skutečně nachází v pomíjivé životní fázi rudého obra.

Zdroj: Tisková zpráva ESO, foto: ESO, video: ESO. Doporučené odkazy: Vědecký článek – Nature. Snímky dalekohledu VLT. Další informace o interferometru VLTI