Bir gökbilimciler ekibi kısa süre önce Arizona'nın üç bağlantılı teleskoptan oluşan Kızılötesi-Optik Teleskop Dizisini (IOTA) 4 milyar yıl boyunca güneşin kırmızı dev bir yıldız haline geldiği geleceğe bakacak şekilde kullandı. Birkaç kırmızı dev yıldız - Güneşimizin nihai kaderi - gözlemlediler ve yüzeylerinin benekli ve çeşitli, muazzam güneş lekeleriyle kaplı olduğunu keşfettiler.
Gökbilimciler, uzak yıldızların daha büyük ayrıntılarını ortaya çıkarmak için iki teleskopu giderek daha fazla interferometre olarak bağlarken, bir Keck Gözlemevi gökbilimcisi üç veya daha fazla teleskopu birbirine bağlama gücünü gösteriyor.
Gökbilimci Sam Ragland, Güneş'in kaderini temsil eden eski kırmızı dev yıldızların benzeri görülmemiş ayrıntılarını elde etmek için Arizona'nın üç bağlantılı teleskopun Kızılötesi-Optik Teleskop Dizisini (IOTA) kullandı.
Şaşırtıcı bir şekilde, araştırdığı kırmızı devlerin yaklaşık üçte birinin yüzlerinde eşit olarak parlak olmadığını, düzensiz olduğunu, belki de güneş lekelerine benzer büyük noktaları veya bulutları, titreşen zarfların oluşturduğu şok dalgalarını ve hatta gezegenleri gösterdiğini keşfetti.
Bir interferometre uzmanı Ragland “Tipik inanç, yıldızların simetrik gaz topları olması gerektiğidir” dedi. “Ama bu kırmızı devlerin yüzde 30'u, Güneş gibi yıldızlar gezegenimsi bulutsulara dönüştüğünde yıldız evriminin son aşamaları için sonuçları olan asimetri gösterdi.”
Ragland ve meslektaşları tarafından elde edilen sonuçlar, yakın kızılötesinde daha önce mümkün olandan daha yüksek çözünürlüklü görüntüler elde etmek için bir üçlü (hatta beşli veya sekstet) bir kızılötesi teleskop bağlama imkanını da kanıtlıyor.
“İkiden fazla teleskopla, iki teleskopla yapılabileceğinden tamamen farklı bir bilim türünü keşfedebilirsiniz” dedi.
Ames'teki Iowa State Üniversitesi'nde fizik ve astronomi profesörü olan çalışma yazarı ve kuramcı Lee Anne Willson, “İki teleskoptan üçe geçmek için büyük bir adım” dedi. “Üç teleskopla sadece yıldızın ne kadar büyük olduğunu değil, aynı zamanda simetrik veya asimetrik olduğunu da söyleyebilirsiniz. Daha da fazla teleskopla, bunu bir resme dönüştürmeye başlayabilirsiniz. ”
Ragland, Willson ve ABD ve Fransa'daki kurumlarda NASA da dahil olmak üzere meslektaşları gözlemlerini ve sonuçlarını Astrophysical Journal tarafından yakın zamanda kabul edilen bir bildiride bildirdiler.
İronik olarak, IOTA teleskop dizisi, Mt. Smithsonian Astrofizik Rasathanesi, Harvard Üniversitesi, Massachusetts Üniversitesi, Wyoming Üniversitesi ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü Lincoln Laboratuvarı tarafından Hopkins, para kazanmak için 1 Temmuz'da kapatıldı. İlk iki teleskop interferometre 1993 yılında çevrimiçi oldu ve 2000 yılında üçüncü bir 45 santimetre teleskop eklenmesi ilk optik ve kızılötesi interferometre üçlüsünü oluşturdu.
Daha önce Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA) ve şimdi Jet Propulsion Laboratuvarı'nda bulunan IOTA direktörü Wesley A. Traub, Ragland ve meslektaşlarına diziyi çoklu teleskop interferometri sınırlarını test etmek için kullanma fırsatı sundu ve belki de Güneş'in nihai kaderi hakkında bir şeyler öğrenir.
İnterferometreler, daha fazla ayrıntı görmek için iki veya daha fazla teleskoptan gelen ışığı birleştirerek teleskopun çözünürlüğünü teleskoplar arasındaki mesafe kadar simüle eder. Radyo gökbilimcileri yıllardır çok daha büyük teleskopları simüle etmek için diziler kullanmış olsa da, nispeten uzun dalga boyları - metre veya santimetre - avantajı vardır, bu da ayrılmış teleskoplarda ışığın varış süreleri arasındaki fraksiyonel dalga boyu farklılıklarını tespit etmeyi kolaylaştırır. Ragland'ın yaptığı gibi 1,65 mikron dalga boyunda veya yaklaşık bir milimetrenin yüzde biri oranında interferometri yapmak çok daha zordur, çünkü dalga boyları radyo dalgalarının milyonda biri kadardır.
Ragland, “Kısa dalga boylarında, cihazın stabilitesi büyük bir kısıtlamadır” dedi. “Bir titreşim bile ölçümü tamamen yok edecektir.”
Gökbilimciler ayrıca üç IOTA teleskopundan gelen ışığı birleştirmek için yeni bir teknoloji kullandılar: Fransa'da geliştirilen entegre optik ışın birleştirici (IONIC) olarak adlandırılan yarım inç genişliğinde katı hal çip. Bu, ışığı birden fazla teleskoptan ortak bir dedektöre yönlendirmek için birçok aynadan oluşan tipik interferometre ile tezat oluşturur.
Ragland’ın ana odağı, yaşamlarının sonlarına yaklaştıkça, Güneş'in kütlesinin dörtte üçünden Güneş kütlesinin üç katına kadar değişen düşük ila orta kütleli yıldızlardır. Bunlar, birkaç milyar yıl önce, hidrojen yanması sırasında biriken helyumu yakmaya başladıklarında kırmızı devlere balon açan yıldızlardır. Bununla birlikte, sonunda, bu yıldızlar hidrojenin helyuma dönüştürüldüğü ve daha sonra helyumu karbon ve oksijene dönüştürdüğü bir kabukla çevrili yoğun bir karbon ve oksijen çekirdeğinden oluşur. Bu yıldızların çoğunda hidrojen ve helyum yakıt olarak değişir ve yakıtın değişmesi ile yıldızın parlaklığının 100.000 yıllık bir süre boyunca değişmesine neden olur. Birçok durumda, yıldızlar son 200.000 yılını Mira değişkeni olarak geçirirler - ışığı 80 ila 1000 günlük bir süre boyunca parlaklığı düzenli olarak değişen bir yıldız türü. Mira olarak bilinen Cetus takımyıldızındaki prototip yıldız olarak adlandırılırlar.
Ragland, “Bununla ilgilenmemin bir nedeni, Güneşimizin 4 milyar yıl sonra bir noktada bu yolu izleyeceği” dedi.
Bu dönemde, bu yıldızlar dış katmanlarını “süper rüzgarda” havaya uçurmaya başlarlar, bu da sonunda genişleyen bir gezegenimsi bulutsunun merkezinde beyaz bir cüce bırakır. Willson, bu son aşama yıldızların, esasen güçlü yıldız rüzgarları olsa da, kütlelerini kaybettikleri mekanizmaları modeller.
Willson, bu azalan eonslar sırasında, dış katmanların bir tahliye vanası gibi dışa doğru açıldığı için aylar ila yıllar arasında titreşir. Bu asimtotik dev dal yıldızlarının çoğu, moleküller oluştuğunda düzenli olarak değişen ve zamanın yıldız kısmında yarı saydam veya neredeyse opak bir koza oluşturan Mira değişkenleridir. Ragland, bu yıldızlardan bazılarının dairesel olmadığı gösterilmiştir, ancak düzensiz parlaklık gibi asimetrik özelliklerin iki teleskoplu interferometre ile tespit edilmesi imkansızdır.
Ragland ve meslektaşları IOTA ile Samanyolu Galaksimizde toplam 35 Mira değişkeni, 18 yarı düzenli değişkeni ve 3 düzensiz değişkeni gözlemlediler. Mira değişkenlerinden on ikisinin asimetrik parlaklığa sahip olduğu kanıtlanırken, yarı normallerden sadece üçü ve düzensizlerden biri bu düzensizliği gösterdi.
Ragland, bu düzensiz parlaklığın nedeninin belirsiz olduğunu söyledi. Willson tarafından yapılan modelleme, kendi sistemimizdeki Jüpiter'in yörüngesine benzer bir yörüngedeki gezegen gibi bir yoldaşın yıldız rüzgârında asimetri olarak görünecek bir uyanma üretebileceğini göstermiştir. Yıldız rüzgârı yeterince güçlü olsaydı, Dünya'ya daha yakın bir gezegen bile tespit edilebilir bir uyanıklık yaratabilir, ancak genişletilmiş zarfın çok yakınında bir gezegen hızla içeri doğru sürüklenip yıldız tarafından buharlaşırdı.
Alternatif olarak, yıldızdan atılan büyük miktarda malzeme, ışığın bir kısmını veya tamamını yıldızın bir kısmından engelleyen bulutlara yoğunlaşabilir.
Sebebi ne olursa olsun, Willson, “bu bize yıldızların eşit derecede parlak olduğu varsayımının yanlış olduğunu söylüyor. Yeni nesil üç boyutlu modeller geliştirmemiz gerekebilir. ”
“Geç tip yıldızların bu sınıfının en büyüğü olan bu çalışma, geç tip yıldızların, özellikle Mira değişkenlerinin ve karbon yıldızlarının sıcak ve soğuk noktaların etkilerini gösterme derecesini ilk gösteren çalışmadır” dedi. NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden William Danchi. “Bunun, kırmızı devlerin etrafındaki gezegenleri aramak için kızılötesi interferometreler kullandığımızda gözlemleri nasıl yorumladığımız üzerinde etkileri var.”
Ragland’ın ortak yazarları Traub; Fransa'daki Laboratoire d’Astrophysique de Grenoble'dan (LAOG) Jean-Pierre Berger, P. Kern ve F. Malbet; Danchi; Michigan Üniversitesi, Ann Arbor'dan J. D. Monnier ve E. Pedretti; Willson; CfA'dan N.P. Carleton, M.G. Lacasse ve M. Pearlman; California Teknoloji Enstitüsü'nden R. Millan-Gabet; Massachusetts Üniversitesi Amherst F. F. Schloerb, M. Brewer, K. Perraut, K. Souccar ve G. Wallace; Virginia'daki Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi'nin W. Cotton; Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'den Charles H. Kasabaları; Cannes, Fransa'dan ALCATEL Uzay Endüstrileri'nden P. Haguenauer; ve Fransız Atom Enerjisi Komisyonu'nun (CEA) bir parçası olan Grenoble'daki Laboratoire d’Electronique de Technologie de l’Information (LETI) P. Labeye. IONIC yongası LAOG, Institut de Microterectique, ectectgnégnis Photonique (IMEP) ve LETI tarafından ortaklaşa geliştirilmiştir.
Çalışma, NASA tarafından Michelson Doktora Sonrası Bursu ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenmiştir.
W. M. Keck Gözlemevi, California Teknoloji Enstitüsü, California Üniversitesi ve NASA arasında bilimsel bir ortaklık olarak işletilmektedir. Gözlemevi, W. Keck Vakfı'nın cömert mali desteği sayesinde mümkün oldu.
Orijinal Kaynak: Keck Haber Bülteni
