查看我们的太阳系外部恒星表面的第一张详细图片

2018-05-14

这是巨星,π1Gruis。信贷:欧洲南方天文台

据国际天文学家组成的团队在太阳系外发现了一颗巨型恒星表面的第一张详细图像,显示了近乎圆形的无尘气氛,其中包含复杂的运动物质区域,称为对流细胞或颗粒。研究。

这颗巨星名为π1格鲁伊斯,是格鲁斯星座中的一颗星星(起重机的拉丁文,一种鸟类),可以在南半球观察到。在生命最后一个主要阶段的演变恒星,π1Gruis比太阳大350倍,类似于我们的太阳将在50亿年后的末日。研究这颗恒星可以让科学家了解太阳的未来活动,特征和外观。

对流,由于气体和液体中分子的整体运动而引起的热量传递,在天体物理过程中起着重要作用,如能量传输,脉动和风。太阳有大约两百万个对流小区,一般在2000公里以上,但理论家们认为,巨大的超巨星只能拥有几个大的对流单元,因为它们的表面重力很低。确定大多数进化和超巨星的对流性质,例如颗粒的大小,一直以来都是具有挑战性的,因为它们的表面常常被灰尘遮盖。

在这项研究中,研究人员发现巨星π1格鲁伊斯的表面具有复杂的对流模式,典型的颗粒水平测量为1.2×10 ^ 11米或27%的恒星直径。这些发现发表在“自然”杂志上。

佐治亚州立大学物理与天文系助理教授Fabien Baron博士说:“这是我们第一次有这样一个巨大的恒星,这个巨星明确地以这样的细节水平成像。 “原因是根据用于观测的望远镜的大小,我们可以看到的细节是有限的。对于这篇论文,我们使用了一个干涉仪。来自几个望远镜的光被合并,以克服每个望远镜的极限,从而获得与更大望远镜相当的分辨率。“

2014年9月,智利的PIONIER仪器拥有四台组合望远镜,观测到了这颗恒星π1Gruis。专门制作图像的Baron使用干涉仪数据,图像重建软件和算法合成恒星表面图像。干涉测量对天文学来说相对较新,乔治亚州高角分辨率天文阵列中心是第一个使用干涉测量法对2007年类似于太阳的恒星成像的设施。

这项研究也是第一个确认关于巨星颗粒特性的理论。

“这些图像很重要,因为表面上的颗粒大小和数量实际上与预测我们应该看到的模型非常吻合,”Baron说。 “这告诉我们,我们的恒星模型离实际并不遥远。我们可能正在理解这类明星的道路上。“

详细的图像也显示了恒星表面上的不同颜色,这对应于不同的温度。恒星的整个表面温度并不相同,它的表面提供了我们了解其内部结构的唯一线索。随着温度的升高和降低,更热,更流畅的区域变成更明亮的颜色(如白色),更冷,更密集的区域变成更深的颜色(如红色)。

未来,研究人员想要制作更详细的巨星表面图像,并持续追踪这些颗粒的演变,而不是仅获取快照图像。

出版物:C.Paradini等人,“大颗粒巨星π1Gruis表面上的大颗粒细胞”Nature 553,310-312(2018年1月18日)doi:10.1038 / nature25001

来源:佐治亚州立大学LaTina Emerson