Ko gre za pogled zunaj našega Osončja, so astronomi pogosto prisiljeni teoretizirati o tem, česar ne vedo, na podlagi tega, kar počnejo. Skratka, zanašati se morajo na tisto, kar smo se iz našega Osončja naučili preučevati Sonce in planete, da bi lahko poučili o tem, kako so se drugi zvezdni sistemi in njihova telesa oblikovali in razvijali.
Na primer, astronomi so se od našega Sonca veliko naučili o tem, kako konvekcija igra glavno vlogo v življenju zvezd. Do zdaj niso mogli izvesti podrobnih raziskav površin drugih zvezd zaradi njihove oddaljenosti in prikriti dejavnikov. Vendar je mednarodna skupina znanstvenikov v zgodovinskem pogledu pred kratkim ustvarila prve podrobne slike površine rdeče orjaške zvezde, ki se nahaja približno 530 svetlobnih let.
Študija se je pred kratkim pojavila v znanstveni revijiNarava pod naslovom „Velike granulacijske celice na površini velikanske zvezde Π¹ Gruis“. Študijo je vodila Claudia Paladini z Université libre de Bruxelles in je vključevala člane iz evropskega južnega observatorija, Sofije-Antipolis iz Université de Nice, Državne univerze Georgia, Université Grenoble Alpes, univerze Uppsala, dunajske univerze in univerze Exeterja.
Za potrebe študije je ekipa uporabila instrument za natančno integrirano optiko za skoraj infrardeče slikanje (PIONIER) na zelo velikem teleskopskem interferometru (VLTI) ESO za opazovanje zvezde, znane kot Π¹ Gruis. Nahaja se 530 svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Grus (Žerjav), Π1 Gruis je kul rdeč velikan. Čeprav je enaka masi kot naše Sonce, je 350-krat večja in nekaj tisočkrat večja.
Že desetletja si astronomi prizadevajo, da bi s študijem rdečih velikanov izvedeli več o konvekcijskih lastnostih in evoluciji zvezd. To so tiste, ki postanejo zvezde glavnih sekvenc, potem ko so izčrpale vodikovo gorivo in se razširijo na stotine krat večji od običajnega premera. Na žalost je preučevanje konvekcijskih lastnosti večine supergiantnih zvezd zahtevno, saj njihove površine pogosto zakrivajo prah.
Po pridobitvi interferometričnih podatkov o Π1 Skupina Gruis se je septembra 2014 nato zanašala na programsko opremo in algoritme za obnovo slik, da bi sestavila slike površine zvezde. To je ekipi omogočilo, da določi konvekcijske vzorce zvezde, tako da je izbrala njene "zrnce", velike zrnate lise na površini, ki označujejo vrh konvektivne celice.
To je bilo prvič, da so nastale takšne slike in predstavljajo velik preboj, ko gre za naše razumevanje, kako zvezde postarajo in se razvijajo. Kot je pojasnil doktor Fabien Baron, docent na univerzi Georgia State in soavtor študije:
"To je prvič, da imamo tako velikansko zvezdo, ki je nedvoumno posneta s to stopnjo podrobnosti. Razlog je v omejitvi podrobnosti, ki jih lahko vidimo na podlagi velikosti teleskopa, uporabljenega za opazovanja. Za ta prispevek smo uporabili interferometer. Svetloba iz več teleskopov je združena, da bi presegla mejo vsakega teleskopa in tako dosegla ločljivost, ki je enakovredna ločljivosti veliko večjega teleskopa.
Ta študija je še posebej pomembna, ker Π1 Gruis v zadnji večji življenjski fazi in spominja na to, kako bo izgledalo naše Sonce, ko bo konec njegove življenjske dobe. Z drugimi besedami, ko naše Sonce izčrpa vodikovo gorivo v približno petih milijardah let, se bo močno razširilo in postalo rdeča orjaška zvezda. Na tej točki bo dovolj velik, da bo obsegal Merkur, Venero in morda celo Zemljo.
Posledično bo študij te zvezde znanstvenikom omogočil vpogled v prihodnost dejavnosti, značilnosti in videz našega Sonca. Na primer, naše Sonce ima približno dva milijona konvektivnih celic, ki običajno merijo premer 2000 km (1243 milj). Na podlagi njihove študije skupina oceni, da je površina Π1 Gruis ima zapleten konvektivni vzorec, zrnca pa merijo približno 1,2 x 10 ^ 8 km (62,137,119 milj) vodoravno ali 27 odstotkov premera zvezde.
To je skladno s tistim, kar so astronomi napovedovali, to je, da bi morale velike in zvezdajoče zvezde imeti le nekaj velikih konvektivnih celic zaradi njihove nizke površinske gravitacije. Kot je nakazal Baron:
"Te slike so pomembne, saj se velikost in število zrnc na površini zelo dobro ujemata z modeli, ki napovedujejo, kaj bi morali videti. To nam pove, da naši modeli zvezd niso daleč od resničnosti. Verjetno smo na pravi poti, da razumemo te vrste zvezd. "
Podroben zemljevid je nakazal tudi razlike v površinski temperaturi, ki so bile razvidne iz različnih barv na zvezdi. To je skladno tudi s tistim, kar vemo o zvezdah, kjer temperaturna nihanja kažejo na procese, ki se odvijajo v notranjosti. Ko se temperature dvignejo in padejo, so bolj vroča, bolj tekoča območja svetlejša (videti bela), hladnejša in gostejša območja pa temnejša (rdeča).
Paladini in njena ekipa želijo ustvariti še podrobnejše slike površin velikanskih zvezd. Glavni cilj tega je omogočiti nenehno spremljanje razvoja teh zrnc, ne pa zgolj pridobivanje posnetkov različnih točk.
Iz teh in podobnih raziskav ne bomo le izvedeli več o nastanku in evoluciji različnih vrst zvezd v našem vesolju; prav tako smo prepričani, da bomo bolje razumeli, za kaj gre v našem Osončju.
