Astronomowie korzystający z sieci teleskopów ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) uzyskali niezwykły wgląd w atmosferę gwiazdy, której życie dobiega końca. Obiektem badań była W Hydrae – czerwony olbrzym oddalony od Ziemi o około 320 lat świetlnych.
Dzięki wyjątkowej czułości radioteleskopów ALMA uchwycono aż 57 różnych „twarzy” tej samej gwiazdy, z których każda opowiada nieco inną historię jej burzliwej ewolucji. Było to możliwe dzięki jednoczesnej obserwacji 57 różnych linii spektralnych, za które odpowiadają różne obecne w gwieździe cząsteczki chemiczne. Każdy taki związek – począwszy od tlenku krzemu i pary wodnej, aż po bardziej egzotyczne tlenki tytanu czy glinu – ujawnia inną warstwę gwiazdowej atmosfery.
Okazuje się, że gazowa otoczka umierającej gwiazdy jest niezwykle dynamiczna: w zależności od zaobserwowanej emisji danej cząsteczki także otrzymany obraz gwiazdy W Hydrae zmienia się diametralnie, często ukazując skomplikowane struktury: pióropusze gazu, łuki czy potężne bąble konwekcyjne. Tak jak zwykle w przypadku danych z sieci ALMA, uzyskane obrazy radiowe cechują się nadzwyczajną rozdzielczością. W tym przypadku pozwalają nam dostrzec detale atmosfery gwiazdowej rozciągającej się na tak dużą odległość, że w naszym Układzie Słonecznym sięgałaby ona już poza orbitę Marsa. Precyzja ta jest porównywalna do wykonania wyraźnego zdjęcia ziarnka ryżu z odległości 10 kilometrów.
Jednym z najważniejszych osiągnięć zespołu badawczego było połączenie danych pochodzących bezpośrednio z anten ALMA z obrazami z instrumentu SPHERE pracującego na teleskopie VLT, wykonanymi w tym samym (z grubsza) czasie, bo zaledwie dziewięć dni później. Ta niemal jednoczesna obserwacja pozwoliła dostrzec i prześledzić proces kondensacji gazu w kosmiczny pył niemal w czasie rzeczywistym. Badacze zidentyfikowali, które cząsteczki bezpośrednio uczestniczą w tworzeniu ziaren pyłu, a które jedynie towarzyszą temu procesowi. To przełom w zrozumieniu, jak dokładnie pierwiastki ciężkie trafiają z wnętrz gwiazd do przestrzeni międzygwiezdnej. W tym miejscu warto dodać, że właśnie z pierwiastków wytworzonych niegdyś w reakcjach jądrowych zachodzących we wnętrzach masywnych gwiazd w dużej mierze składają się istoty żywe, w tym my sami. Ginące gwiazdy wzbogacają kosmos w składniki niezbędne do budowy nowych planet, a ostatecznie i życia.
Nowe obserwacje czerwonego olbrzyma W Hydrae to także spojrzenie w przyszłość Słońca. Za kilka miliardów lat nasza gwiazda przejdzie dość podobną transformację – spuchnie do ogromnych rozmiarów i zacznie odrzucać swoje zewnętrzne warstwy.
Czytaj więcej:
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Źródło: ALMA Observatory
Na ilustracji:
Różne oblicza umierającej gwiazdy W Hydrae widziane w poszczególnych liniach molekularnych za pomocą aparatury ALMA. Przedstawiono tua 30 obrazów spośród 57 (K. Ohnaka – N. Lira – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))
