400 yılı aşkın bir süredir, hem profesyonel hem de amatör gökbilimciler, 80-1.000 gün süren titreşimlerle ünlü ve görünür parlaklıklarının on kat faktöre değişmesine neden olan değişken kırmızı devler sınıfı olan Mira yıldızlarını gözlemlemeye özel bir ilgi duyuyorlar. bir döngü sırasında veya daha fazla.
Paris Gözlemevi / LESIA'dan (Meudon, Fransa) Guy Perrin ve Ulusal Optik Astronomi Gözlemevi'nden (Tucson, Arizona, ABD) Stephen Ridgway tarafından yönetilen uluslararası bir gökbilimciler ekibi, beş Mira yıldızının yakın ortamlarını gözlemlemek için interferometrik teknikleri kullandılar. ve yıldızların neredeyse şeffaf bir su buharı kabuğu ve muhtemelen karbon monoksit ve diğer moleküllerle çevrili olduğunu bulmak için şaşırdılar. Bu kabuk yıldızlara aldatıcı büyüklükte görünür bir boyut verir. Ekip, birkaç teleskopun birleşik ışığını kullanarak bu katmana nüfuz ederek, Mira yıldızlarının muhtemelen daha önce inandığı kadar büyük olduğunu keşfetti.
Bu keşif, Mira yıldızlarının büyüklüğündeki gözlemler ile şimdi birbirleriyle aynı fikirde olduğu görülen kompozisyonlarını ve titreşimlerini açıklayan modeller arasındaki uyuşmazlıkları giderir, Ridgway açıklıyor. Gözden geçirilmiş resim, Mira yıldızlarının asimptotik dev dalın çok parlak ama nispeten normal yıldızları olduğu, ancak büyük değişkenliklerini yönlendiren rezonant bir titreşime sahip olduklarıdır.
Mira yıldızları, Güneş'e benzer büyüklükte oldukları ve Güneş de dahil olmak üzere tüm tek güneş kütleli yıldızların yaşayacağı aynı evrimsel yolun geç bir aşamasından geçtikleri için özellikle ilginçtir. Bu nedenle, bu yıldızlar beş milyar yıl sonra Güneşimizin kaderini göstermektedir. Eğer çevreleyen kabuğu da dahil olmak üzere böyle bir yıldız güneş sistemimizdeki Güneş'in konumunda olsaydı, buharlı kabuğu Mars yörüngesinin ötesine uzanırdı.
Çapı gerçekten çok büyük olmalarına rağmen (birkaç yüz güneş yarıçapına kadar), kırmızı dev yıldızlar Dünya'daki yardımsız insan gözlerine nokta gibidir ve en büyük teleskoplar bile yüzeylerini ayırt edemezler. Bu zorluk, Mira yıldızlarının yakın çevresinde çok küçük ayrıntıların incelenmesini mümkün kılan astronomik interferometri adı verilen bir teknik kullanılarak ayrı teleskoplardan gelen sinyalleri birleştirerek aşılabilir. Sonuçta, gözlemlenen yıldızların görüntüleri yeniden oluşturulabilir.
Mira yıldızlarına bu bilinen ilk nesne olan Mira (veya Omicron Ceti) adı verilir. Önemli değişkenlikleri için olası bir açıklama, her döngü sırasında toz ve moleküller dahil olmak üzere büyük miktarlarda malzemenin üretilmesidir. Bu malzeme, genleşme ile seyreltilene kadar giden yıldız radyasyonunun çoğunu bloke eder. Mira yıldızlarının yakın çevresi bu nedenle çok karmaşıktır ve merkezi nesnenin özelliklerinin gözlemlenmesi zordur.
Bu yıldızların yakın çevresini incelemek için, Perrin ve Ridgway liderliğindeki ekip Arizona'daki Smithsonian Astrofizik Gözlemevi'nin Kızılötesi-Optik Teleskop Dizisinde (IOTA) gözlemler gerçekleştirdi. IOTA, iki kolu L şeklinde bir dizi oluşturan bir Michelson yıldız interferometresidir. Her kolun farklı istasyonlarına yerleştirilebilen üç kolektör ile çalışır. Bu çalışmada, 10 ila 38 metre arasında değişen farklı teleskop aralıkları kullanılarak çeşitli dalga boylarında gözlemler yapılmıştır.
Bu gözlemlerden, takım her yıldızın yüzeyi boyunca yıldız parlaklığının varyasyonunu yeniden yapılandırabildi. Yaklaşık 10 milisaniyeye kadar olan ayrıntılar tespit edilebilir. Karşılaştırma için, Ay'ın uzaklığında, bu 20 metreye kadar olan özellikleri görmeye karşılık gelir.
Gözlemler, su buharı ve karbon monoksitin araştırılması için özellikle ilgi çekici olan kızıl ötesi dalga boylarında yapılmıştır. Bu moleküllerin oynadığı rolden birkaç yıl önce ekip tarafından şüphelenildi ve Kızılötesi Uzay Gözlemevi'ndeki gözlemlerle bağımsız olarak doğrulandı. IOTA kullanan yeni gözlemler, Mira yıldızlarının moleküler bir su buharı ve en azından bazı durumlarda karbon monoksit tabakası ile çevrili olduğunu açıkça göstermektedir. Bu tabaka yaklaşık 2.000 K sıcaklığa sahiptir ve yıldız fotosferinin yaklaşık bir yıldız yarıçapına veya örnekteki Mira yıldızlarının gözlemlenen çapının yaklaşık yüzde 50'sine uzanır.
Mira yıldızlarının önceki interferometrik çalışmaları, moleküler tabakanın varlığı ile önyargılı olan ve bu nedenle çok fazla tahmin edilen yıldız çaplarının tahminlerine yol açtı. Bu yeni sonuç Mira yıldızlarının daha önce inandığı kadar büyük olduğunu gösteriyor.
Ekip tarafından sunulan yeni gözlemler, gözlemler ve teori arasındaki boşluğu dolduran bir model çerçevesinde yorumlanmaktadır. Yıldızın yüzeyi ile moleküler tabaka arasındaki boşluk büyük olasılıkla bir atmosfer gibi gaz içerir, ancak gözlemlenen dalga boylarında nispeten şeffaftır. Görünür ışıkta, moleküler tabaka oldukça opaktır, bu da bir yüzey olduğu izlenimini verir, ancak kızılötesinde incedir ve yıldız içinden görülebilir.
Bu model, Mira yıldızlarının görünürden orta kızılötesine kadar geniş bir spektral dalga boyu aralığında yapısını açıklayan ve titreşimlerinin teorik özellikleri ile tutarlı olan ilk modeldir. Bununla birlikte, yıldız yüzeyinin çok üzerinde bir molekül tabakasının varlığı hala biraz gizemlidir. Tabaka çok atmosferik basınç ile desteklenemeyecek kadar yüksek ve yoğundur. Yıldızın titreşimleri muhtemelen moleküler tabakanın üretiminde rol oynar, ancak mekanizma henüz anlaşılamamıştır.
Mira yıldızları Güneş benzeri yıldızların geç evrimsel bir aşamasını temsil ettiğinden, onların içinde ve çevresinde meydana gelen süreçleri daha iyi tanımlamak, Güneş'in uzak gelecekte kendi beklenen kaderinin habercisi olarak tanımlanması çok ilginç olacaktır. Mira yıldızları, genellikle yılda yaklaşık üçte bir Dünya kütlesi olmak üzere uzaya büyük miktarda gaz ve toz atarak galaksideki moleküllerin yüzde 75'inden fazlasını sağlar. Yaptığımız karbon, azot, oksijen ve diğer elementler çoğunlukla bu yıldızların iç kısmında (süpernovadan gelen daha ağır elementler ile) üretildi ve daha sonra yeni yıldızlar ve gezegenlerin bir parçası olmak için bu kütle kaybı yoluyla uzaya geri döndü. . İnterferometrinin olgunlaşma tekniği Mira atmosferinin ayrıntılarını açığa çıkarır, bilim adamları moleküllerin ve tozun üretimini ve fırlamasını gözlemlemeye ve anlamaya yakın hale getirir, çünkü bu yıldızlar içeriklerini astronomik bir ölçekte tekrarlarlar.
Mira moleküllerin arkasında yer alıyor: Dar bantlı yakın kızılötesi interferometri ile moleküler tabaka modelinin doğrulanması,? Perrin ve ark., Astronomy & Astrophysics dergisinin yeni sayısında yayınlanacak.
Orijinal Kaynak: NOAO Haber Bülteni
