2017.10.10. - Így néz ki egy vörös szuperóriás csillag felszíne

Egy nemzetközi kutatócsoport az ESO VLT távcsőegyüttesének interferometrikus üzemmódjában minden eddiginél részletesebb felvételt készített egy vörös szuperóriás csillag, az Antares foltos felszínéről.

A legtöbb csillag még a legjobb távcsöveinkkel is csupán pontszerűnek látszik az égen, a felületükön közvetlenül nem tudunk részleteket megfigyelni. A távcsövek felbontóképessége az átmérőjük növelésével javítható. A csillagászati távcsövek mérete azonban csak rendkívüli költségek árán növelhető. Napjaink legnagyobb optikai távcsövei 8-11 m tükörátmérőjű reflektorok. Már épülőben van több 30 m körüli átmérőjű optikai távcső is (ESO Extremely Large Telescope - ELT, Thirty Meter Telescope - TMT és Giant Magellan Telescope - GMT), de a csillagok felszínének részletesebb feloldásához még ezeknél is nagyobb műszerekre lenne szükség. Szerencsére van megoldás. Az interferometria módszerével több távcső által összegyűjtött elektromágneses sugárzás kombinálható össze. Az így kapott mérések felbontása egy, a felhasznált műszereknél jóval nagyobb, a távcsövek távolságával arányos effektív átmérőjű tükör felbontásának felel meg.

Az interferometriai képalkotás technikáját már a múlt évszázad közepe óta alkalmazzák, elsősorban a rádiótávcsöveknél. A hullámhossz csökkenésével azonban komoly technikai nehézségeket kellett leküzdeni. Így csak az elmúlt egy-két évtizedben vált igazán kiforrottá az interferometrikus leképezési technika az optikai hullámhosszakon. A világ jelenlegi két legfontosabb optikai-közeli infravörös interferométere az Európai Déli Obszervatórium (ESO) Very Large Telescope Interferometer (VLTI) távcsőegyüttese, valamint a Center for High Angular Resolution Astronomy-Michigan Infra-Red Combiner (CHARA-MIRC). A VLTI négy 8,2 m-es átmérőjű távcsöve, valamint a kisebb segédteleszkópjainak felbontása elérheti egy 200 m átmérőjű virtuális távcső elméleti felbontóképességét.

A csillagászok az ESO VLTI rendszerével készítették ezt a figyelemre méltó felvételt a vörös szuperóriás csillag Antaresről. Ez a valaha rögzített legrészletesebb, nem a Napról készült csillagfelvétel.
[ESO/K. Onaka]

Keicsi Onaka csillagász (Universidad Católica del Norte, Chile) és munkatársai az Antarest tanulmányozták a VLTI-vel. A Napnál 20-30-szor nagyobb tömegű, Skorpió csillagképbeli Antares egy vörös szuperóriás csillag, amely csillagászati mércével mérve gyorsan fejlődik az élete végét jelentő szupernóva-robbanás felé. A kutatócsoport által készített felvételek a Nap utáni legrészletesebb képet nyújtják egy csillagról. Ohnaka és munkatársai a felszínen, valamint a fölötte húzódó légkörben zajló mozgásokat is páratlan részletességgel térképezték fel, szintén elsőként a Napnál távolabbi csillagok között.

Fantáziakép az Antares felszínéről és légköréről.
[ESO/M. Kornmesser]

"Az Antareshez hasonló csillagok életük végéhez közeledve gyorsan veszítenek anyagukból. Ennek a tömegvesztésnek a részletei az elmúlt fél évszázad során erősen foglalkoztatták az asztrofizikusokat" - mondta el Keicsi Onaka, az eredményeket bemutató szakcikk első szerzője. - "A VLTI az egyetlen eszköz, amivel az Antares kiterjedt légkörében megfigyelhető a gázok mozgása. Ez fontos előrelépés a tömegvesztés problémájának megértése felé. A következő lépés a turbulens mozgások forrásának felderítése lesz."

A csoport elsőként készített kétdimenziós sebességtérképet egy távoli csillag légköréről. A VLTI három segédtávcsövével és AMBER nevű műszerével az Antares felszínéről az infravörös hullámhossztartomány számos keskeny hullámsávjában rögzítettek képeket. A felvételek alapján a kutatók meghatározták a légköri gázok különböző régióinak egymáshoz viszonyított sebességét, valamint az átlagos mozgássebességet az egész csillaglégkörben. Az eredmények a csillag felszíne fölött 0,6 csillagsugár távolságig kiterjedő alacsony sűrűségű, turbulens gáz jelenlétét mutatták. A turbulens mozgás forrása biztosan nem a konvekció, ami sok csillagban szállítja kifelé a magban termelt energiát. A kutatók szerint eddig ismeretlen fizikai folyamat gerjesztheti az Antares és hasonló vörös szuperóriás csillagok légkörében zajló mozgásokat.

"A jövőben ezzel a megfigyelési módszerrel példátlan részletességgel lehet majd tanulmányozni számos csillag légkörét. Ilyen adatok eddig csak a Napról álltak rendelkezésünkre" - vonta le a következtetést Onaka. - "A munkánk új szintre emeli az asztrofizikát, és új fejezetet nyit a megfigyelő csillagászatban."

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazinban jelent meg.

Forrás:

• csillagaszat.hu 2017.10.10.