eso1239uk — Науковий реліз

ALMA виявив дивну спіральну структуру

Нові спостереження розкрили таємниці згасаючої зорі

10 жовтня 2012 р.

Астрономи, використавши Великий Міліметрово-субміліметрий Масив Атакама (ALMA) виявили абсолютно несподівану спіральну структуру в речовині навколо старої зорі R Скульптора. Це перший випадок виявлення подібної структури разом із зовнішньою сферичною оболонкою ​​навколо червоного гіганта. Це також вперше, коли астрономи змогли отримати повну тривимірну інформацію про таку спіраль. Ймовірно, що ця дивна форма був утворена прихованею зорею-компаньйоном, що обертається навколо червоного гіганта. Дана робота, котра є одним із перших результатів ранніх наукових досліджень із ALMA, з'явиться в журналі Nature на цьому тижні.

Науково-дослідна група, використавши Великий Міліметрово-субміліметрий Масив Атакама (ALMA), котрий є найпотужніший в світі із йому подібних, виявила дивовижну спіральну структуру в газовій оболонці навколо червоного гіганта R Скульптора [1] [2] [3]. Це означає, що ймовірно навколо зорі обертається раніше не помічений компаньйон [4]. Астрономи були здивовані, виявивши, що із червоного гіганта викидається значно більше матерії, ніж на це очікувалося.

"Ми і раніше бачили оболонки навколо такої зорі, але це вперше ми спостерігаємо спіраль із матерії, котра виходить із зорі разом із навколишньою оболонкою",- говорить Маттіас Меркер (ESO and Argelander Institute for Astronomy, University of Bonn, Germany), провідний автор статті, котра подає результати.

Оскільки вони викидають великі кількості матерії, червоні гіганти, схожі на R Скульптора, постачають левову частку пилу та газу, котрі є головною сировиною для формування майбутніх поколінь зірок, планетних систем, а згодом і для виникнення життя.

Навіть на стадії ранніх наукових спостережені, коли були проведені ці нові спостереження, ALMA значно перевершив інші субміліметрові обсерваторії. Попередні спостереження ясно показали наявність сферичної оболонки навколо R Скульптора, але ні спіральна структура, ні компаньйон не були знайдені.

"Коли ми спостерігали цю зорю із ALMA, навіть не було половини його антен. Це дійсно цікаво уявити собі, на що буде здатен весь масив ALMA, як тільки він завершиться у 2013 році", - додає Вутер Флеммінгс (Технологічний університет Чалмерса, Швеція ), співавтор дослідження.

В кінці своїх життів, зорі з масами до восьми сонячних стають червоними гігантами, втрачаючи велику кількість своєї маси через потужні зоряні вітри. Також червоні гіганти зазнають періодичних теплових пульсацій. Це короткі фази вибухового горіння гелію в оболонці навколо ядра зірки. Теплового імпульсу призводить до значного викиду матерії із поверхні зірки, що призводить до утворення навколишньої великої газо-пилової оболонки. Після такого імпульсу, швидкість втрати

Теплових імпульсів трапляються приблизно кожні 10 000 - 50 000 років, триваючи лише кілька сотень років. Нові спостереження R Скульптора показали, що зоря постраждала від теплового імпульсу приблизно 1800 років тому, котрий тривав близько 200 років. Зоря-компаньйон надала зоряному вітру від R Скульптора наявну спіральну структуру.

"Скориставшись можливістю ALMA бачити дрібні деталі, вивчаючи механізм утворення спіральної структури, ми можемо краще зрозуміти, що відбувається із зорею до, під час та після теплового імпульсу", - говорить Меркер. "Ми завжди очікували від ALMA, що він надатасть нам нове уявлення про Всесвіт, але для відкриття нових несподіваних речей вже в одній із перших серій спостережень є дійсно захоплюючим".

Для того, щоб описати спостережувану структуру навколо R Скульптора, команда астрономів також застосувала комп'ютерне моделювання, щоб простежити еволюцію подвійної системи [5]. Ці моделі дуже добре відповідають новим спостереженням із ALMA.

"Доволі важко теоретично описати всі спостережувані подробиці, одержані із ALMA, але наші комп'ютерні моделі показують, що ми таки перебуваємо на правильному шляху. ALMA дає нам нове розуміння того, що відбувається із цими зорями і що може трапитися із Сонцем за кілька мільярдів років",- говорить Шазрен Мохамед (Argelander Institute for Astronomy, Bonn, Germany and South African Astronomical Observatory), співавтор дослідження.

"У найближчому майбутньому, спостереження із ALMA зірок, схожих на R Скуьптора допоможе нам зрозуміти, яким чином хімічні елементи, котрі входять до нашого складу, досягнутули такі місця, як Земля. Вони також дають нам натяк на те далеке майбутнє нашої власної зорі, котре на неї може чекати",- укладає Маттіас Меркер.

Примітки

[1] R Скульптора є прикладом зорі асимптотичної гілки гігантів (AGB). Це зорі із початковими масами від 0.8 до 8 сонячних мас на останніх стадіях їхнього життя. Вони є холодними червоними гігантами із великою втратою мас через сильні зоряні вітри, за типом переважно довгоперіодичними змінними. Їх структура складається із крихітних центральних вуглецево-кисневих ядер, оточених оболонками, в котрих відбувається горіння водню та гелію, та величезними зовнішніми конвективними оболонками. Сонце в кінцевому підсумку перетвориться на зорю типу AGB.

[2] Оболонка, утворена навколо AGB-зорі в результаті викидів зоряної речовини, складається з газу та пилу. Пилові частинки можуть бути виявлені за допомогою пошуку теплового випромінювання, котре починається від далекого інфрачервоного світла і далі до міліметрових хвиль. Випромінювання молекули СО на міліметрових хвилях дозволяє астрономам одержувати дуже докладні мапи потоків газу від сильного зоряного вітру, породженого AGB-зорями. Дані спостереження також є чудовими індикаторами розподілу газу навколо цих об'єктів. Висока чутливість ALMA дозволяє одержувати безпосередні зображення зон конденсації пилу та структури матерії навколо AGB-зорі, докладно показуючи подробиці менші від 0.1 кутової секунди.

[3] Подібна спіраль, але без навколишньої оболонки, була помічена під час спостережень зорі LL Пегаса в Космічний Телескоп Хаббл (NASA/ESA). Але, на відміну від нових спостережень із ALMA, ці дані не дозволили вивчити повну тривимірну структури. Спостереження із "Хабблом" виявляють пил, а ALMA досліджує випромінювання молекул.

[4] Невидимі подвійні зорі також були запропоновані в якості пояснення дивних форм, бачених у споріднених об'єктів - планетарних туманностях. Після фази AGB, зорі середньої та низької маси (0.8-8 сонячних мас) закінчують своє життя утворенням планетарної туманності. Це світні залишки газової оболонки зорі, викинутого під час фази AGB, котрі іонізується під впливом ультрафіолетового випромінювання, що випускається їх центральною зорею. Багато планетарних туманностей мають дуже складну та різноманітну морфологію. В якості пояснення механізмів утворення цього різноманіття, були запропоновані подвійні центральні зорі, зоряні диски та магнітні поля.

[5] Моделювали системи, що складається із головної AGB-зорі, котра переживає тепловий імпульс, та невеликої зорі-компаньйона. Відстані між зорями у моделюванні становила 60 астрономічних одиниць, а загальна маса системи - дві сонячні маси. Орбітальний період становив 350 років.

Детальніше

Дане дослідження представлене у статті “Unexpectedly large mass loss during the thermal pulse cycle of the red giant star R Sculptoris” від Maercker et al. котра вийде у журналі Nature.

Наукого-дослідна група у складі M. Maercker (ESO; Argelander Institute for Astronomy, University of Bonn, Germany), S. Mohamed (Argelander Institute for Astronomy; South African Astronomical Observatory, South Africa), W. H. T. Vlemmings (Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology, Onsala, Sweden), S. Ramstedt (Argelander Institute for Astronomy, University of Bonn; Uppsala University), M. A. T. Groenewegen (Royal Observatory of Belgium, Brussels, Belgium), E. Humphreys (ESO), F. Kerschbaum (Department of Astronomy, University of Vienna, Austria), M. Lindqvist (Onsala Space Observatory), H. Olofsson (Onsala Space Observatory), C. Paladini (Department of Astronomy, University of Vienna, Austria), M. Wittkowski (ESO), I. de Gregorio-Monsalvo (Joint ALMA Observatory, Chile) та L. A. Nyman (Joint ALMA Observatory).

2012 рік ознаменований 50-ю річницею заснування Європейської Південної Обсерваторії (ESO).
ESO, Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту.

В даний час, ESO планує 39 метрового класу Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим в світі оком в небо".

Великий Міліметрово-субміліметровий Масив Атакама (ALMA) є міжнародним астрономічним об’єктом. Він являється партнерством Європи, Північної Америки та Східної Азії у співпраці з Республікою Чилі. ALMA в Європі фінансується ESO, в Північній Америці - Національним Науковим Фондом США (NSF) у співпраці з Національною Радою Досліджень Канади (NRC) і Національною Науковою Радою Тайваню (NSC), в Східній Азії - Національними Інститутами Природничих Наук (NINS) Японії в співпраці з Академією Сініца (AS) в Тайвані. Будівництво та управління ALMA від імені Європи проводить ESO, від імені Північної Америки - Національна Радіоастрономічна Обсерваторія (NRAO), яка управляється корпоративною Асоціацією Університетів (AUI), від імені Східної Азії - Національна Астрономічна Обсерваторія Японії (NAOJ). Спільна Обсерваторія ALMA (JAO) забезпечує єдине керівництво та управління будівництвом, введення в експлуатацію та експлуатацію ALMA.

Обсерваторію ALMA буде урочисто відкрито 13 березня 2013 року.

Посилання

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: astroclubzp@gmail.com

Matthias Maercker
ESO ALMA Cofund Fellow
Argelander Institute for Astronomy, University of Bonn, Germany
Телефон: +49 228 735768
Стільниковий: +49 176 706 21 632
Email: maercker@astro.uni-bonn.de

Wouter Vlemmings
Onsala Space Observatory
Chalmers University of Technology, Sweden
Телефон: +46 31 772 5509
Стільниковий: +46 733 544 667
Email: wouter.vlemmings@chalmers.se

Shazrene S. Mohamed
Postdoctoral Research Fellow
South African Astronomical Observatory, Cape Town, South Africa
Телефон: +27 21 447 0025 ext 7025
Стільниковий: +27 729 661 707
Email: shazrene@saao.ac.za

Douglas Pierce-Price
Public Information Officer, ESO
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6759
Email: dpiercep@eso.org

Переклад прес-релізу ESO eso1239.

Про реліз

Реліз №:eso1239uk
Назва:R Sculptoris
Тип:• Milky Way : Star : Type : Variable
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2012Natur.490..232M

Зображення

Curious spiral spotted by ALMA around red giant star R Sculptoris (data visualisation)
Curious spiral spotted by ALMA around red giant star R Sculptoris (data visualisation)
тільки на англійській
The red giant star R Sculptoris in the constellation of Sculptor (The Sculptor)
The red giant star R Sculptoris in the constellation of Sculptor (The Sculptor)
тільки на англійській
Wide-field view of the sky around the red giant star R Sculptoris
Wide-field view of the sky around the red giant star R Sculptoris
тільки на англійській

Відео

Slicing through a 3D ALMA view of the material around the red giant star R Sculptoris
Slicing through a 3D ALMA view of the material around the red giant star R Sculptoris
тільки на англійській
Slicing through a 3D model of the material around the red giant star R Sculptoris
Slicing through a 3D model of the material around the red giant star R Sculptoris
тільки на англійській
Zooming into the red giant star R Sculptoris
Zooming into the red giant star R Sculptoris
тільки на англійській
Model of the evolution of the material around the old star R Sculptoris over 2000 years
Model of the evolution of the material around the old star R Sculptoris over 2000 years
тільки на англійській

Також дивіться наші