ALMA i VLT su posmatrali crvenog džina W Hydrae kroz 57 molekularnih spektralnih linija, otkrivajući dinamične strukture — klupka, lukove i mlazove — i povezivanje molekula sa mestima formiranja prašine. Gas blizu jezgra izbacuje se brzinom od ~36.000 km/h, dok se gornji slojevi kreću ka unutra ~46.000 km/h. Posmatranja pomažu razumevanju gubitka mase kod AGB zvezda i daju uvid u moguću sudbinu Sunca za oko 5 milijardi godina.
57 Lica Umiruće Zvezde: Šta Nam W Hydrae Kaže O Sudbini Sunca
Different faces of the dying star W Hydrae seen in different molecular lines with ALMA. Shown here are 30 faces out of 57 images in total. | Credit: K. Ohnaka – N. Lira – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Astronomi su pomoću Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Very Large Telescope (VLT) detaljno proučili crvenog džina W Hydrae i zabeležili 57 različitih „lica“ njegove atmosfere — svako kroz emisije i apsorpciju druge molekule. Posmatranja otkrivaju dinamične strukture, procese formiranja prašine i kretanja gasa koja nam daju retki uvid u to kako će zvezde poput našeg Sunca završiti svoj životni ciklus.
Nova, višeslojna slika umiruće zvezde
W Hydrae je crveni džin sa Asimptotske džinovske grane (AGB), udaljen oko 320 svetlosnih godina od Zemlje. Umesto jedne „fotografije“, istraživači su posmatrali 57 spektralnih linija — optičkih otisaka različitih molekula — pri čemu je svaki molekul otkrio drugi sloj i drugačiji aspekt atmosfere. Zahvaljujući izuzetnoj osetljivosti ALMA-e (može da uhvati detalje veličine zrna pirinča sa udaljenosti od ~10 km), tim je uočio klupka, lukove i mlazove koji se ponašaju drugačije za svaku molekularnu vrstу.
Kretanja gasa i 3D modeli
ALMA je izmerio složenu dinamiku: gas bliže jezgru izlazi brzinom od oko 36.000 km/h (~22.400 mph), dok se gas u višim slojevima kreće prema unutra brzinom oko 46.000 km/h (~29.000 mph). Ovakvi, neprestano menjajući slojeviti tokovi dobro se poklapaju sa 3D modelima u kojima konvekcija i pulsacijski šokovi oblikuju atmosferu crvenih džinova.
Different faces of the dying star W Hydrae seen in different molecular lines with ALMA. Shown here are 30 faces out of 57 images in total. | Credit: K. Ohnaka – N. Lira – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Molekuli i formiranje prašine
Poređenjem ALMA podataka sa VLT/SPHERE snimcima (posmatranim u razmaku od samo devet dana), istraživači su povezali prisustvo određenih molekula sa mestima gde nastaje nova prašina. Molekuli kao što su silicijum-monoksid (SiO), vodena para (H2O) i aluminijum-monoksid (AlO) pojavljuju se tačno tamo gde se vide zrnasti oblaci, što ukazuje da učestvuju u nukleaciji i rastu zrnaca prašine. Drugi spojeni molekuli — sumpor-monoksid (SO), sumpor-dioksid (SO2), titan-monoksid (TiO) i moguće titan-dioksid (TiO2) — preklapaju se sa prašinom u nekim regionima i verovatno doprinose njenom formiranju kroz hemiju izazvanu šokovima. Naprotiv, molekuli poput vodoničnog cijanida (HCN) formiraju se blizu zvezde, ali ne deluju da direktno stvaraju prašinu.
„Sa ALMA-om sada možemo da vidimo atmosferu umiruće zvezde sa nivoom jasnoće sličnim onome što radimo za Sunce, ali kroz desetine molekularnih pogleda,“ rekao je vođa tima Keiichi Ohnaka (Universidad Andrés Bello). „Svaki molekul otkriva drugačije lice W Hydrae, pokazujući iznenađujuće dinamično i složeno okruženje.“
„Gubitak mase kod AGB zvezda predstavlja jedan od najvećih nerešenih izazova u zvezdanoj astrofizici,“ istakao je Ka Tat Wong (Uppsala University). „Sada možemo direktno posmatrati regione gde ovaj izlaz počinje — tamo gde se šokovi, hemija i formiranje prašine isprepliću.“
Zašto je ovo važno?
Rezultati pomažu da se razjasni kako AGB zvezde gube masu i kako obogaćuju međuzvezdanu sredinu molekulima i prašinom — materijalom iz kojeg nastaju nove zvezde, planete i potencijalno uslovi za život. Takođe, W Hydrae služi kao svojevrsna „naučna kristalna kugla“: pokazuje kako će se ponašati naše Sunce kada za ~5 milijardi godina uđe u fazu crvenog džina i proguta unutrašnje planete.
Rad tima objavljen je 2. decembra u časopisu Astronomy & Astrophysics.
Pomozite nam da budemo bolji.
