Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων δημιούργησε τον πιο λεπτομερή χάρτη της ατμόσφαιρας του ερυθρού υπεργίγαντα αστέρα Αντάρη. Η άνευ προηγουμένου ευαισθησία και ανάλυση τόσο της Μεγάλης Χιλιοστομετρικής/υποχιλιοστομετρικής Διάταξης της Ατακάμα, γνωστή ως ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) όσο και του Karl G. Jansky από την Πολύ Μεγάλη Συστοιχία (Very Large Array ή VLA) του Εθνικού Επιστημονικού Ιδρύματος (National Science Foundation) αποκάλυψαν το μέγεθος και τη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας του Αντάρη ακριβώς πάνω από την επιφάνεια του αστεριού, σε όλη την έκταση της χρωμόσφαιρας, και όλης της περιοχής του αστρικού του ανέμου.
Καλλιτεχνική άποψη της ατμόσφαιρας των Αντάρη. Όπως φαίνεται και με γυμνό μάτι (μέχρι τη φωτόσφαιρα), ο Αντάρης είναι περίπου 700 φορές μεγαλύτερος από τον Ήλιο μας, αρκετά μεγάλος για να κυριαρχήσει στο Ηλιακό σύστημα φθάνοντας πέρα από την τροχιά του πλανήτη Άρη (παραθέτεται κλίμακα του ηλιακού μας συστήματος για σύγκριση). Ωστόσο, η συστοιχία ALMA και η Πολύ Μεγάλη Συστοιχία (VLA) έδειξαν ότι η ατμόσφαιρά του, συμπεριλαμβανομένης της κάτω και άνω ζώνης της χρωμόσφαιρας και της ζώνης του αστρικού του άνεμου, φτάνει 12 φορές πιο μακριά από αυτήν. Εικόνα: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello
Από το Αμερικανικό Εθνικό Αστεροσκοπείο Ραδιοαστρονομίας
Οι ερυθροί υπεργίγαντες αστέρες, όπως ο Αντάρης και ο πιο γνωστός εξάδελφός του ο Βετελγόζης, είναι τεράστια, σχετικά ψυχρά αστέρια τα οποία βρίσκονται στο τέλος της ζωής τους. Πρόκειται να εξαντληθούν τα καύσιμα τους, να καταρρεύσουν βαρυτικά, και τελικά να γίνουν υπερκαινοφανείς (σουπερνόβα). Μέσω των τεράστιων αστρικών ανέμων τους, εκτοξεύουν βαριά στοιχεία στο διάστημα, παίζοντας έτσι σημαντικό ρόλο στην παροχή των βασικών δομικών στοιχείων για τη ζωή στο Σύμπαν. Αλλά παραμένει μυστήριο το πώς εκτοξεύονται αυτοί οι τεράστιοι άνεμοι. Μια λεπτομερής μελέτη για την ατμόσφαιρα του Αντάρη, ο οποίος είναι ο πλησιέστερος υπεργίγαντας αστέρας στη Γη, παρέχει ένα κρίσιμο βήμα προς μια απάντηση.
Ο χάρτης για τον Αντάρη από τις συστοιχίες ALMA και VLA είναι ο πιο λεπτομερής ράδιο-χάρτης για οποιοδήποτε αστέρι, εκτός από τον Ήλιο. Η διάταξη ραδιοτηλεσκοπίων ALMA έκανε κοντινές παρατηρήσεις στην επιφάνειά του Αντάρη (την οπτική του φωτόσφαιρα) σε μικρότερα μήκη κύματος, και τα μεγαλύτερα μήκη κύματος που παρατηρήθηκαν από το VLA αποκάλυψαν την περαιτέρω επέκταση της ατμόσφαιρας του αστεριού. Όπως φαίνεται στο ορατό φως, η διάμετρος του Αντάρη είναι περίπου 700 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο. Αλλά όταν οι συστοιχίες ALMA και VLA αποκάλυψαν την ατμόσφαιρά του στο ράδιο- φως (των ραδιοσυχνοτήτων), ο υπεργίγαντας αποδείχθηκε ακόμη πιο γιγαντιαίος.
"Το μέγεθος ενός αστεριού μπορεί να ποικίλει δραματικά ανάλογα με το μήκος κύματος του φωτός που παρατηρείται", εξήγησε ο Eamon O'Gorman του Ινστιτούτου Προηγμένων Μελετών του Δουβλίνου στην Ιρλανδία και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στην έκδοση του περιοδικού της 16ης Ιουνίου Astronomy & Astrophysics. "Τα μεγαλύτερα μήκη κύματος του VLA αποκάλυψαν ότι η ατμόσφαιρα του υπεργίγαντα, είναι σχεδόν 12 φορές η ακτίνα του."
Καλλιτεχνική άποψη του ερυθρού υπεργίγαντα αστέρα Αντάρη. Εικόνα: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello
Τα ραδιοτηλεσκόπια μέτρησαν τη θερμοκρασία του από το περισσότερο αέριο και πλάσμα που υπάρχει στην ατμόσφαιρα του Αντάρη. Ιδιαίτερα αξιοσημείοτη ήταν η θερμοκρασία στη χρωμόσφαιρα. Πρόκειται για την περιοχή πάνω από την επιφάνεια του αστεριού η οποία θερμαίνεται από μαγνητικά πεδία και κρουστικά κύματα τα οποία δημιουργούνται από την έντονη θερμοσυναγωγή η οποία περιστρέφεται στην αστρική επιφάνεια - μοιάζει πολύ με την κίνηση που δημιουργείται όταν βράζει νερό σε μια κατσαρόλα. Δεν είναι γνωστά πολλά για τις χρωμόσφαιρες και είναι η πρώτη φορά που η περιοχή αυτή εντοπίστηκε με ραδιοκύματα.
Χάρη στις συστοιχίες ALMA και VLA, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η χρωμόσφαιρα του αστεριού εκτείνεται 2,5 φορές την ακτίνα του (η χρωμόσφαιρα του Ήλιου μας είναι μόνο το 1/200 της ακτίνας του). Διαπίστωσαν επίσης ότι η θερμοκρασία της χρωμόσφαιρας είναι χαμηλότερη από τις προηγούμενες οπτικές και υπεριώδεις παρατηρήσεις που προτάθηκαν. Η θερμοκρασία κορυφώνεται στους 3.500 βαθμούς Κελσίου (6.400 βαθμούς Φαρενάιτ), μετά την οποία μειώνεται σταδιακά. Συγκριτικά, η χρωμόσφαιρα του Ήλιου φτάνει σε θερμοκρασίες σχεδόν 20.000 βαθμών Κελσίου.
Ράδιο-εικόνες του Αντάρη από τις συστοιχίες ALMA και VLA. Η διάταξη ALMA έκανε κοντινές παρατηρήσεις στην επιφάνειά τον Αντάρη σε μικρότερα μήκη κύματος, ενώ τα μεγαλύτερα μήκη κύματος τα οποία παρατηρήθηκαν από τη διάταξη VLA αποκάλυψαν οτι η ατμόσφαιρα του αστεριού εκτείνεται περαιτέρω. Στην εικόνα του VLA, ένας τεράστιος άνεμος είναι ορατός στα δεξιά, ο οποίος εκτοξεύεται από τον Αντάρη και φωτίζεται από το μικρότερο αλλά πιο ζεστό συνοδό του, τον Αντάρη B.
Εικόνα: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), E. O'Gorman; NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello
Η έρευνα αυτή παρουσιάστηκε σε ενα paper με τίτλο "ALMA and VLA reveal the lukewarm chromospheres of the nearby red supergiants Antares and Betelgeuse" (Οι συστοιχίες ALMA και VLA αποκαλύπτουν τις χλιαρές χρωμόσφαιρες των κοντινών ερυθρών υπεργιγάντων Αντάρη και Μπετελγκέζ) από τους E. O’Gorman et al., οι οποίες δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics.
Αστροχάρτης ο οποίος δείχνει τη θέση του φωτεινού ερυθρού υπεργίγαντα αστέρα Αντάρη (στο κόκκινο κύκλο). Ο Αντάρης είναι ο πλησιέστερος ερυθρός υπεργίγαντας στη Γη (555 έτη φωτός μακριά μας) και βρίσκεται στον αστερισμό του Σκορπιού. Εικόνα: ESO, IAU, Sky & Telescope
Παραπομπή: "ALMA and VLA reveal the lukewarm chromospheres of the nearby red supergiants Antares and Betelgeuse" από τους E. O'Gorman1, GM Harper, K. Ohnaka, A. Feeney-Johansson, K. Wilkeneit-Braun, A. Brown, EF Guinan, J. Lim, AMS Richards, N. Ryde και WHT Vlemmings, 16 Ιουνίου 2020, Astronomy & Astrophysics.
Πηγή: scitechdaily.com
