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天文学家首次发现太阳系外恒星表面细节,而且有巨大气泡

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cosmos 发表于 2018-1-11 00:02:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
53f20004339b05089efc ​​天文学家使用ESO的甚大望远镜直接观察到太阳系外恒星表面的颗粒化模式--老化的红巨星π1 Gruis。


这张来自Pionier仪器的新照片显示了这颗巨大恒星表面的对流细胞,它的直径是太阳直径的350倍,每个细胞覆盖了恒星直径的四分之一以上,直径约一亿二千万公里。这些新的研究结果将于本周发表在“自然”杂志上。

π1 Gruis位于距地球530光年的Grus(鹤)星座,是一个凉爽的红巨星。它的质量和我们的太阳差不多,但是它比我们的太阳大350倍,亮度是太阳的几千倍。大约五十亿年后,我们的太阳将膨胀成为一颗类似的红巨星。

由克劳迪娅·帕拉迪尼(ESO)领导的一个国际天文学家团队使用ESO超大型望远镜上的Pionier仪器对π1 Gruis进行了比以往任何时候都更详细的观测。他们发现,这个红巨星的表面只有几个对流细胞,或者说颗粒,每一个直径约一亿二千万公里--大约是恒星直径的四分之一。这些颗粒中只有一个会从太阳延伸到金星以外。许多巨大恒星的表面,称为光球,被尘埃遮蔽,这阻碍了观测。然而,在π1 Gruis的情况下,虽然尘埃离恒星很远,但它对新的红外观测没有显著的影响。

很久以前,当π1 Gruis耗尽氢燃料时,这颗古老的恒星停止了其核聚变的第一阶段。当能量耗尽时,它就会收缩,导致它的温度达到一亿度以上。这些极端的温度推动了恒星的下一个阶段,因为它开始将氦融合成更重的原子,如碳和氧。这颗极热的核心随后将恒星的外层驱逐出去,使其膨胀到原来大小的数百倍。我们今天看到的恒星是一个可变的红巨星。到目前为止,这些恒星从未被详细地成像过。
53f300027ddc13318407 ​这张彩色的图片显示了明亮的一对恒星π1 Gruis(中右,非常红色)和π2 Gruis(中左,蓝白色)周围的天空。就在中心位置,明亮的螺旋星系IC 5201也是可见的,许多其他较暗的星系散布在这张广域图像上。


相比之下,太阳的光球包含大约二百万个对流细胞,典型的直径只有1500公里。这两颗恒星对流细胞的巨大尺寸差异,部分可以通过它们不同的表面重力来解释。π1 Gruis的质量只有太阳的1.5倍,但要大得多,这就导致了表面重力的降低,并且只有几个非常大的颗粒。

当恒星质量超过8个太阳质量时,它们的生命就会在剧烈的超新星爆炸中结束,而像这样质量较小的恒星则会逐渐排出外层,从而形成美丽的行星状星云。以前对π1 gruis的研究发现了距中心恒星0.9光年的物质壳,据认为是在大约20000年前被喷出的。这相对较短的一颗恒星的生命周期仅持续了数万年,而总体寿命为几十亿岁,这些观测结果揭示了一种探索这一瞬息万变的红巨星相位的新方法。
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