Tisková zpráva

Astronomové sledují bubliny na povrchu hvězdy v dosud nejdetailnějším videu

11. září 2024

Astronomům se poprvé podařilo zachytit hvězdu jinou než Slunce v takovém detailu, který umožnil sledovat pohyb bublin plynu na jejím povrchu. Snímky hvězdy R Doradus byly pořízeny interferometrem ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) - teleskopem, který spoluprovozuje Evropská jižní observatoř (ESO), v červenci a srpnu roku 2023. Vidíme na nich obří horké bubliny plynu, 75krát větší než Slunce, jak se vynořují na povrchu hvězdy a opět mizí do jejích útrob rychleji, než vědci očekávali.

"Takto jsme bublající povrch skutečné hvězdy ještě nikdy neviděli [1]," říká Wouter Vlemmings, profesor na Chalmers University of Technology ve Švédsku a hlavní autor studie, která byla dnes zveřejněna v časopise Nature. "Ani ve snu by nás nenapadlo, že budou data tak kvalitní, abychom mohli vidět tolik detailů konvekce na povrchu hvězdy."

Hvězdy vyrábí energii ve svých jádrech jadernou fúzí. Tato energie se dostává k povrchu hvězdy v obrovských bublinách horkého plynu, které se pak ochlazují a klesají - jako lávová lampa. Tento pohyb, známý jako konvekce, roznáší těžké prvky vzniklé v jádře, jako je uhlík a dusík, po celé hvězdě. Předpokládá se, že je také zodpovědný za hvězdný vítr, který tyto prvky roznáší do vesmíru, aby se z nich vytvořily nové hvězdy a planety.

Konvekční pohyby nebyly u jiných hvězd než Slunce nikdy podrobně sledovány. Dalekohled ALMA sbíral snímky povrchu hvězdy R Doradus v průběhu jednoho měsíce. R Doradus je červený obr o průměru zhruba 350krát větším než Slunce, který se nachází asi 180 světelných let od Země v souhvězdí Dorada. Jeho velikost a blízkost k Zemi z něj činí ideální cíl pro detailní pozorování. Navíc je jeho hmotnost podobná hmotnosti Slunce, což znamená, že R Doradus je pravděpodobně dosti podobný tomu, jak bude naše Slunce vypadat za pět miliard let, až se stane červeným obrem.

„Konvekce vytváří nádhernou granulovitou strukturu, kterou můžeme pozorovat na povrchu našeho Slunce, ale u jiných hvězd jen velmi těžko," dodává Theo Khouri, vědecký pracovník z Chalmers Univerzity, který je spoluautorem studie. "Díky dalekohledu ALMA jsme nyní mohli nejen přímo pozorovat tyto granule - o velikosti 75krát větší než naše Slunce! - ale také poprvé změřit, jak rychle se pohybují."

Zdá se, že granule hvězdy R Doradus se pohybují v měsíčním cyklu, což je rychlejší, než vědci očekávali na základě fungování konvekce uvnitř Slunce. "Zatím neznáme příčinu těchto rozdílů. Zdá se, že konvekce se s přibývajícím věkem hvězdy mění způsobem, kterému zatím nerozumíme," říká Vlemmings. Tato pozorování nám pomáhají pochopit, jak se chovají hvězdy jako Slunce, když se stanou tak chladnými, velkými a bouřlivými, jako je R Doradus.

„Je úžasné, že nyní můžeme přímo zobrazovat detaily na povrchu hvězd tak daleko a pozorovat fyziku, která byla dosud většinou pozorovatelná pouze na našem Slunci," uzavírá Behzad Bojnodi Arbab, doktorand na Chalmers University, který se na studii také podílel.

Poznámky

[1] Konvekční bubliny byly již dříve podrobně pozorovány na povrchu hvězd, mimo jiné pomocí přístroje PIONIER na interferometru dalekohledu ESO Very Large Telescope. Nová pozorování dalekohledem ALMA však sledují pohyb bublin způsobem, který dříve nebyl možný.

Další informace

Tento výzkum byl prezentován v článku s názvem „One month convection timescale on the surface of a giant evolved star“, který vyjde v časopise Nature (doi:10.1038/s41586-024-07836-9).

Tým tvoří W. Vlemmings (Chalmers University of Technology, Švédsko [Chalmers]), T. Khouri (Chalmers), B. Bojnordi (Chalmers), E. De Beck (Chalmers) a M. Maercker (Chalmers).

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) je mezinárodní astronomické zařízení, jenž společně provozují ESO, U.S. National Science Foundation (NSF) a National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan ve spolupráci s Chile. ALMA je financována ESO jménem jejích členských států, NSF ve spolupráci s National Research Council of Canada (NRC)  a National Science and Technology Council (NSTC) na Tchaj-wanu a NINS ve spolupráci s Academia Sinica (AS) na Tchaj-wanu a Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Výstavbu a provoz soustavy ALMA vede ESO jménem svých členských států, National Radio Astronomy Observatory (NRAO) řízená Associated Universities, Inc. (AUI) za severní Ameriku a National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) za východní Asii. The Joint ALMA Observatory (JAO) poskytuje jednotné vedení a management výstavby, plánování a provozu soustavy ALMA.

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ve prospěch všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících záhad vesmíru a šíření fascinace astronomií, a podporujeme mezinárodní spolupráci v oblasti astronomie. ESO bylo založeno jako nadnárodní organizace v roce 1962 a dnes ji podporuje 16 členských států (Belgie, Česká republika, Dánsko, Francie, Finsko, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Polsko, Portugalsko, Rakousko, Spojené království, Španělsko, Švédsko a Švýcarsko), hostitelský stát Chile a Austrálie jako strategický partner. Sídlo ESO a její návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova se nachází nedaleko německého Mnichova, zatímco chilská poušť Atacama, nádherné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, je domovem našich dalekohledů. ESO provozuje tři pozorovací stanoviště: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Paranalu provozuje Very Large Telescope a jeho Interferometr, jakož i přehlídkové dalekohledy, jako je VISTA. Na Paranalu bude ESO také hostit a provozovat soustavu Čerenkovových teleskopů (Cherenkov Telescope Array South), největší a nejcitlivější observatoř pro gama záření na světě. ESO společně s mezinárodními partnery provozuje na Chajnantoru observatoř ALMA, která pozoruje oblohu v milimetrovém a submilimetrovém pásmu. Na Cerro Armazones poblíž Paranalu budujeme "největší oko upřené k nebi" - Extremely Large Telescope. Z našich kanceláří v Santiagu v Chile podporujeme naší činnost v zemi a spolupracujeme s chilskými partnery a společností.

Odkazy

• Vědecký článek
• Fotografie ALMA
• Pro novináře: přihlašte se k odběru tiskových zpráv v češtině
• Pro vědce: máte pro nás námět? Popularizujte svůj výzkum

Kontakty

Wouter Vlemmings
Chalmers University of Technology
Gothenburg, Sweden
Tel.: +46 31 772 63 54
Email: wouter.vlemmings@chalmers.se

Theo Kouri
Chalmers University of Technology
Gothenburg, Sweden
Tel.: +46 31 772 6022
Email: theo.khouri@chalmers.se

Behzad Bojnodi Arbab
Chalmers University of Technology
Gothenburg, Sweden
Email: bojnordi@chalmers.se

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Anežka Srbljanović (press contact Česko)
ESO Science Outreach Network a Astronomical Institute of Czech Academy of Sciences
Tel.: +420 323 620 116
Email: eson-czech@eso.org

Connect with ESO on social media

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso2412. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.