Тим астронома недавно је користио Аризонову инфрацрвено-оптичку телескопску матрицу (ИОТА) три повезана телескопа како би завирили у 4 милијарде година у будућност, када наше Сунце балонира као звезда црвене џинове. Посматрали су неколико звезда црвеног џина - евентуална судбина нашег Сунца - и открили да су њихове површине испреплетене и разнолике, прекривене огромним сунчевим мрљама.
Док астрономи све више повезују два телескопа као интерферометре како би открили веће детаље о удаљеним звездама, астроном Кецк опсерваторије показује снагу повезивања три или чак више телескопа заједно.
Астроном Сам Рагланд користио је Аризонову инфрацрвено-оптичку телескопску матрицу (ИОТА) три повезана телескопа како би добио невиђени детаљ старих звезда црвеног џина који представљају евентуалну судбину Сунца.
Изненађујуће је открио да скоро трећина црвених дивова које је испитивао није једнолично светла на њиховом лицу, већ је мрљава, што можда указује на велике мрље или облаке аналогне сунчевим мрљама, ударне таласе настале пулсирајућим ковертама или чак планетама.
"Типично веровање је да звезде морају бити симетричне гасне куглице", рекао је Рагланд, специјалиста за интерферометар. „Али 30 одсто ових црвених дивова показало је асиметрију, што има последице на последње фазе еволуције звезда, када се звезде попут Сунца развијају у планетарне маглице.“
Резултати добијени од Рагланда и његових колега такође доказују изводљивост повезивања трио - или чак квинтета или секстета - инфрацрвених телескопа како би добили слике веће резолуције у блиском инфрацрвеном стању него што је то било могуће раније.
"Са више од два телескопа можете истражити потпуно другачију врсту науке него што би се то могло учинити са два телескопа", рекао је.
„Велики је корак прелазак са два телескопа на три“, додала је теоретичарка Ли Анне Виллсон, коауторица студије и професорица физике и астрономије на Државном универзитету Иова у Амесу. „Са три телескопа можете рећи не само колико је велика звезда, већ да ли је симетрична или асиметрична. Са још више телескопа можете то почети да претварате у слику. "
Рагланд, Виллсон и њихове колеге из институција у Сједињеним Државама и Француској, укључујући НАСА, известили су своја запажања и закључке у раду који је недавно прихватио Тхе Астропхисицал Јоурнал.
Иронично је да се телескопски низ ИОТА, заједно управљао на планини Мт. Хопкинс од Смитхсониан Астропхисицал Обсерватори, Харвард Университи, Университи оф Массацхусеттс, Университи оф Виоминг и Линцолн Лабораторија из Массацхусеттс Институте оф Тецхнологи, затворен је 1. јула ради уштеде новца. Почетни интерферометар са два телескопа почео се појављивати 1993. године, а додавањем трећег телескопа 45 центиметара 2000. године створен је први оптички и инфрацрвени трио интерферометар.
Директор ИОТА Веслеи А. Трауб, раније из Харвард-Смитхсониан Центра за астрофизику (ЦфА), а сада у Лабораторији за млазни погон, понудио је Рагланду и његовим колегама могућност да користе низ за тестирање граница интерферометрије с више телескопа и можда научите нешто о крајњој судбини Сунца.
Интерферометри комбинују светло са два или више телескопа како би видели више детаља, симулирајући резолуцију телескопа која је велика колико је удаљеност између телескопа. Док радио астрономи годинама користе низове за симулацију много већих телескопа, они имају предност релативно великих таласних дужина - метара или центиметара - што олакшава откривање разлика у таласним таласним дужинама између времена доласка светлости на одвојеним телескопима. Извођење интерферометрије у блиском инфрацрвеном стању - на таласној дужини од 1,65 микрона или отприлике стотину милиметра, као што је то чинио Рагланд - много је теже јер су таласне дужине скоро милионити део радио-таласа.
"На кратким таласним дужинама, стабилност инструмента је главно ограничење", рекао је Рагланд. „Чак и вибрација ће тотално уништити мерење.“
Астрономи су такође користили нову технологију за комбиновање светлости са три ИОТА телескопа: чврсте чипке широке пола инча, назване интегрисани оптички комбиновач снопа (ИОНИЦ), развијен у Француској. То је у супротности с типичним интерферометром који се састоји од многих огледала за усмеравање светлости из више телескопа у заједнички детектор.
Рагландов главни фокус је звезда ниске до средње масе - у распону од три четвртине масе Сунца до три пута веће од масе Сунца - како се приближавају крајевима свог живота. То су звезде које су се балонирале у црвене дивове неколико милијарди година раније, када су почеле да спаљују хелијум који се накупљао током живота изгоревања водоника. На крају, ипак, ове звезде се састоје од густе језгре угљеника и кисеоника окружене шкољком где се водоник претвара у хелијум, а потом хелијум у угљеник и кисеоник. У већини ових звезда водоник и хелијум се наизменично користе као гориво, узрокујући да светлина звезде варира током периода од 100.000 година како се гориво мења. У многим случајевима звезде проводе последњих 200 000 година као Мира варијабла - врста звезде чија светлост редовно варира у јачини током периода од 80 до 1000 дана. Они су именовани по прототипу звезде у сазвежђу Цетус познатој као Мира.
"Један од разлога што сам заинтересован за то је тај што ће наше Сунце кренути овим путем у неком тренутку, 4 милијарде година од сада," рекао је Рагланд.
У овом периоду ове звезде почињу да издувавају своје спољашње слојеве у „супервелу“, који ће на крају иза белог патуљка оставити у средишту планетарне маглице која се шири. Виллсон моделира механизме помоћу којих ове звезде у крајњој фази губе на маси, пре свега јаким звјезданим вјетровима.
За време тих несташних звезда, звезде такође пулсирају редоследом месецима и годинама, док спољни слојеви искачу напољу попут отпуштајућег вентила, рекао је Виллсон. Многе од такозваних асимптотских гигантских звезда су Мира варијабле, које се редовно мењају у облику молекула и стварају прозиран или готово непрозиран кокон око звездног дела времена. Иако се показало да су неке од ових звезда некружне, било какве асиметричне карактеристике, као што је мрља светлина, немогуће је открити интерферометром са два телескопа, рекао је Рагланд.
Рагланд и његове колеге са ИОТА-ом су посматрали укупно 35 Мира варијабли, 18 полу регуларних варијабли и 3 неправилне променљиве, све унутар око 1300 светлосних година од Земље, у нашој Галаксији Млечног Пута. Дванаест од Мира варијабли показало се да имају асиметричну светлост, док су само три полурегуларне и један од нерегуларних показале ову закрпљеност.
Узрок ове закржљаве светлости је нејасан, рекао је Рагланд. Моделирање од Виллсон-а је показало да би пратилац, попут планете у орбити сличној орбити Јупитера у нашем сопственом систему, могао створити будност звјезданих вјетрова који би се показали као асиметрија. Чак и ближа планета налик Земљи могла би да произведе детекцију када би звездан ветар био довољно јак, мада би планета преблизу раширеној овојници брзо одвукла звезду.
Алтернативно, велике количине материјала избаченог из звезде могу се кондензовати у облаке који блокирају део или читаву светлост из дела звезде.
Без обзира на узрок, рекао је Виллсон, „ово нам говори је да је претпоставка да су звезде једнолико сјајне погрешна. Можда ћемо требати да развијемо нову генерацију тродимензионалних модела. “
„Ова студија, највећа икада у овој класи звезда касног типа, прва је показала степен до кога позне звезде типа, посебно Мира варијабле и карбонске звезде, показују ефекте топлих и хладних тачака“, рекао је коаутор Виллиам Данцхи из НАСА Годдард Центра за свемирске летове. "Ово има импликације на начин на који тумачимо опажања када користимо инфрацрвене интерферометре за тражење планета око црвених дивова."
Рагландови коаутори су Трауб; Јеан-Пиерре Бергер, П. Керн и Ф. Малбет из Лаборатоире д'Астропхисикуе де Гренобле (ЛАОГ) у Француској; Данцхи; Ј. Д. Монниер и Е. Педретти са Универзитета у Мицхигану, Анн Арбор; Виллсон; Н. П. Царлетон, М. Г. Лацассе и М. Пеарлман из ЦфА; Р. Миллан-Габет са Калифорнијског технолошког института; Ф. Сцхлоерб, М. Бревер, К. Перраут, К. Соуццар и Г. Валлаце са Универзитета у Массацхусеттсу, Амхерст; В. Памук из Националне опсерваторије за радио астрономију у Вирџинији; Цхарлес Х. Товнес са Универзитета у Калифорнији, Беркелеи; П. Хагуенауер из АЛЦАТЕЛ свемирске индустрије из Кана, Француска; и П. Лабеие из Лаборатоире д'Елецтроникуе де Тецхнологие де л'Информатион (ЛЕТИ) из Греноблеа, која је део Француске комисије за атомску енергију (ЦЕА). ИОНИЦ чип заједнички су развили ЛАОГ, Институт де МицроА © лецтроникуе, ‰ цт лецтромагнетисме ет Пхотоникуе (ИМЕП) и ЛЕТИ.
Рад је подржала НАСА кроз Мицхелсон постдокторско стипендирање и Национална научна фондација.
Опсерваторија В. М. Кецк делује као научно партнерство између Калифорнијског технолошког института, Универзитета у Калифорнији и НАСА. Опсерваторију је омогућила издашна финансијска подршка Фондације В. Кецк.
Изворни извор: Кецк Невс Релеасе
