Астрономы разглядели огромные "пузыри" на поверхности красного гиганта

Изображение звезды, полученное с помощью телескопа VLT.

Изображение звезды, полученное с помощью телескопа VLT.
Иллюстрация ESO.

Грануляция делает поверхность Солнца похожей на рисовую кашу. Вверху солнечное пятно.

Грануляция делает поверхность Солнца похожей на рисовую кашу. Вверху солнечное пятно.
Фото NASA.

Изображение звезды, полученное с помощью телескопа VLT.
Грануляция делает поверхность Солнца похожей на рисовую кашу. Вверху солнечное пятно.

Поверхность (фотосфера) Солнца выглядит как кипящая рисовая каша. Из огнедышащих недр звезды поднимаются потоки горячего вещества. Отдав своё тепло равнодушному космосу, они становятся холоднее и плотнее, чем расположенная прямо под ними раскалённая материя, и по закону Архимеда опускаются вниз. Такой отдельно взятый круговорот называется конвективной ячейкой.

Часть ячейки, расположенная на поверхности, называется гранулой, а само явление – грануляцией. До сих пор его удавалось непосредственно наблюдать только у Солнца.

Команда учёных во главе с Клаудией Паладини (Claudia Paladini) из ESO опубликовала в журнале Nature статью, в которой сообщила о первом в истории наблюдении грануляции у другой звезды.

Учёным помог флагман Европейской южной обсерватории – самый большой телескоп в мире VLT, и один из его приёмников PIONIER. Наблюдения проводились в ближнем инфракрасном диапазоне.

Звезда, подарившая астрономам небывалое зрелище, – это π1 Журавля, которую обозначают ещё π1 Gruis, по латинскому названию созвездия. Буква "пи" означает место звезды в иерархии яркостей: самая яркая звезда созвездия обозначается "альфа", вторая по яркости – "бета", и так далее. Звезда π Gruis – двойная, то есть по сути это система из двух звёзд. Индекс "1" означает, что речь идёт о первом компоненте пары.

π1 Gruis – холодный красный гигант. По массе он примерно равен Солнцу, но в 350 раз больше по диаметру и поэтому в несколько раз больше по светимости.

На поверхности звезды астрономы обнаружили всего несколько гранул. Зато каждая оказалась 120 миллионов километров в поперечнике – это четверть диаметра изученной звезды или расстояние от Солнца до Венеры "с хвостиком".

Грануляция делает поверхность Солнца похожей на рисовую кашу. Вверху солнечное пятно.

Для сравнения, в фотосфере Солнца насчитывается около двух миллионов гранул с типичными размерами всего 1,5 тысячи километров. Столь разительные отличия обусловлены тем, что на поверхности красного гиганта гравитация очень мала по сравнению с тяготением в фотосфере Солнца. Ведь массы звёзд примерно равны, а диаметры отличаются в сотни раз.

Звезда становится красным гигантом, когда в её недрах заканчивается водород. Теперь в ядре π1 Gruis из гелия синтезируются более тяжёлые элементы. Солнце войдёт в эту стадию эволюции примерно через пять миллиардов лет.

Фаза красного гиганта продолжается недолго, всего несколько десятков тысяч лет. В масштабах жизни звёзд этот срок ничтожен. Постепенно она сбрасывает в космос верхние слои вещества, и от неё остаётся сияющий белый карлик.

π1 Gruis уже начал сброс в космос внешних слоёв. Астрономы зафиксировали "сброшенную кожу" в 0,9 светового года от звезды. По расчётам, "линька" светила случилась около 20 тысяч лет назад.

Процессы, происходящие со светилом на стадии красного гиганта, этой фазы агонии в долгой жизни звезды, до конца не изучены. Например, неизвестны детали процесса сброса оболочки. Как она протекает? Типичен долгий плавный процесс или серия коротких "плевков"? А тщательные наблюдения за фотосферой красного сверхгиганта Антареса показали: его вещество на поверхность выталкивает не только конвекция, но и какая-то неизвестная сила.

Наблюдения грануляции, этого важнейшего процесса, переносящего тепло от раскалённых недр звезды к её прохладной поверхности, помогут учёным разобраться, что всё-таки происходит со звездой на драматической предсмертной стадии её жизни. Человечество обогатится новым знанием о Вселенной.

В конце концов, мы в долгу перед звёздами. Мы состоим из звёздного вещества.