Kun aurinkomme alkaa kuolla, siitä tulee punainen jättiläinen, kun sen ytimessä loppuu vetypolttoaine. Älä huoli, mutta sitä ei tapahdu vielä viiden miljardin vuoden ajan. Mutta nyt, tähtitieteilijät ovat pystyneet tarkkailemaan yksityiskohtaisesti auringon kaltaisen tähden kuolemaa noin 550 valovuoden päässä Maasta saadaksesi paremman käsityksen siitä, mikä voi olla aurinkoomme loppupää. Tähti, Chi Cygni, on paisunut kooltaan ja rypistyy nyt kuolemansakoissaan. Tähti on alkanut sykkyä dramaattisesti sisään ja ulos, lyömällä kuin jättiläinen sydän. Uudet lähikuvat tämän kaukaisen tähden pinnasta osoittavat sen sykkiviä liikkeitä ennennäkemättömän yksityiskohtaisesti.
"Tämä työ avaa ikkunan aurinkoomme kohtaloon viiden miljardin vuoden kuluttua, kun se on lähellä elämänsä loppua", sanoi Sylvestre Lacour Pariisin observatoriosta, joka johti Chi Cygniä opiskelevien tähtitieteilijöiden ryhmää.
Tutkijat vertasivat tähtiä autoon, josta loppuu kaasu. ”Moottori” alkaa roiskua ja sykkyä. Chi Cygnissä sputterit näkyvät kirkkaana ja himmentäjinä, jotka johtuvat tähden supistumisesta ja laajenemisesta.
Ensimmäistä kertaa tähtitieteilijät ovat kuvanneet nämä dramaattiset muutokset yksityiskohtaisesti.
"Olemme luoneet pohjimmiltaan animaation sykkivästä tähdestä käyttämällä oikeita kuvia", Lacour totesi. "Havainnomme osoittavat, että pulsaatio ei ole vain radiaalista, vaan siihen liittyy epähomogeenisuuksia, kuten jättiläinen hotspot, joka ilmestyi minimisäteellä."
Tähdet tässä elämänvaiheessa tunnetaan nimellä Mira-muuttujat. Tähti pulssii, tähti tärisee ulkopinnoistaan, mikä muutama satatuhatta vuotta luo kauniisti hohtavan planetaarisen sumun.
Chi Cygni sykkää kerran 408 päivässä. Pienimmässä, 300 miljoonan mailin läpimittaisessa muodossaan se sammuu loistavilla pisteillä, kun massiiviset kuuman plasman hajut kiertävät sen pintaa, kuten rakeistot, jotka nähdään Auringon pinnalta, mutta paljon suurempia. Laajentuessaan Chi Cygni jäähtyy ja himmenee kasvaessaan 480 miljoonan mailin halkaisijaan - tarpeeksi suuri, jotta se voi kiehua ja keittää aurinkokunnan asteroidihihnaamme.
Muuttuvien tähtien kuvantaminen on erittäin vaikea tehtävä. Ensinnäkin Miran muuttujat piiloutuvat kompaktiin ja tiheään pölyn ja molekyylien kuoreen. Kuoren tähtien pinnan tutkimiseksi tähtitieteilijöiden on tarkkailtava tähtiä infrapunavalossa, mikä antaa heille mahdollisuuden nähdä molekyylien ja pölyn kuoren läpi, kuten röntgensäteet mahdollistavat lääkärien nähdä luut ihmisen kehossa.
Toiseksi, nämä tähdet ovat hyvin kaukana ja näyttävät siksi hyvin pieniltä. Vaikka ne ovat valtavia verrattuna aurinkoon, etäisyys saa ne näyttämään vain pienemmältä talolta kuuhun Maasta nähtynä. Perinteisistä kaukoputkista puuttuu oikea resoluutio. Seurauksena oli, että ryhmä kääntyi interferometrian nimeltä tekniikkaan, joka käsittää useista kaukoputkeista tulevan valon yhdistämisen, jotta saadaan teleskooppia vastaava resoluutio kuin niiden välinen etäisyys.
He käyttivät Smithsonian Astrophysical Observatoryn infrapunaoptisen teleskooppimatriisin eli IOTA: n, joka sijaitsi Whipplein observatoriossa Mount Hopkins, Arizona.
"IOTA tarjosi ainutlaatuisia ominaisuuksia", kertoi kirjailija Marc Lacasse Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta (CfA). "Se antoi meille mahdollisuuden nähdä kuvissa yksityiskohtia, jotka ovat noin 15 kertaa pienempiä kuin voidaan ratkaista Hubble Space Telescope -kuvissa."
Ryhmä tunnusti myös niiden amatööri-astronomien vuosittain maailmanlaajuisesti toimittamien monien havaintojen hyödyllisyyden, jotka toimitti Amerikan muuttuvien tähtihavaintojen yhdistys (AAVSO).
Tulevalla vuosikymmenellä interferometrian mahdollistama ultraterävä kuvantaminen innostaa tähtitieteilijöitä. Kohteet, jotka ovat tähän mennessä näyttäneet pistemäisiltä, paljastavat vähitellen niiden todellisen luonteen. Tähtien pinnat, mustien aukkojen lisääntymislevyt ja vastasyntyneitä tähtiä ympäröivät planeetan muodostavat alueet ymmärrettiin ennen kaikkea ensisijaisesti mallien avulla. Interferometria lupaa paljastaa heidän todellisen identiteettinsä ja heidän kanssaan joitain yllätyksiä.
Chi Cygnin uusista havainnoista raportoidaan The Astrophysical Journal -lehden 10. joulukuuta julkaisussa.
Lähde: Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskus
