Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học đã nhìn thấy những bong bóng khổng lồ bay lên bề mặt của một ngôi sao nằm ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Mỗi bong bóng lớn rất lớn, nó sẽ kéo dài từ mặt trời của chúng ta đến sao Kim.
Người khổng lồ đỏ Pi1 Gruis.Các nhà thiên văn học đã sử dụng Kính thiên văn rất lớn ESO với thiết bị PIONIER để xem các tế bào đối lưu trên bề mặt của nó. Mỗi tế bào bìa hơn một phần tư đường kính của ngôi sao và khoảng 75 triệu dặm (120 triệu km) qua. Hình ảnh qua ESO.
Chỉ với một vài ngoại lệ, trong suốt các thời đại, dù sử dụng mắt một mình hay kính viễn vọng, các nhà thiên văn học đã xem các ngôi sao là điểm chính. Các ngôi sao thực sự là những quả bóng khí tuyệt vời, tỏa sáng mạnh mẽ vào không gian thông qua các phản ứng nhiệt hạch diễn ra trong nội thất của chúng. Nhưng tất cả các ngôi sao ngoài mặt trời của chúng ta đều ở rất xa đến nỗi, ngay cả với kính viễn vọng, chúng ta đã có rất ít cái nhìn trực tiếp về các đặc điểm bề mặt của chúng. Bây giờ, lần đầu tiên, các nhà thiên văn học đã quan sát trực tiếp các mô hình hạt, gây ra bởi dòng điện đối lưu lớn phát ra từ bên trong ngôi sao, trên bề mặt của một ngôi sao bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Nó không có sự trùng hợp ngẫu nhiên, ngôi sao là một ngôi sao khổng lồ, người khổng lồ đỏ Pi1 Gruis, có đường kính gấp khoảng 700 lần so với mặt trời của chúng ta. Các nhà thiên văn học đã nhìn thấy các tế bào đối lưu khổng lồ tạo nên bề mặt của ngôi sao khổng lồ này. Những kết quả mới này đang được công bố trong tuần này trên tạp chí đánh giá ngang hàng Thiên nhiên.
Các nhà thiên văn học này đã sử dụng Kính thiên văn rất lớn Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO,) để thực hiện quan sát này, cùng với một thiết bị có tên là PIONIER (ExpeRiment Chụp ảnh cận hồng ngoại tích hợp chính xác). Họ nói trong tuyên bố của họ từ ESO:
Nằm cách Trái đất 530 năm ánh sáng trong chòm sao Grus (The Crane), Pi1 Gruis là một người khổng lồ đỏ lạnh lùng. Nó có cùng khối lượng với mặt trời của chúng ta, nhưng lớn hơn 700 lần và sáng gấp vài nghìn lần. Mặt trời của chúng ta sẽ phình to để trở thành một ngôi sao khổng lồ đỏ tương tự trong khoảng năm tỷ năm.
Một nhóm các nhà thiên văn học dẫn đầu bởi Claudia Paladini của ESO ... thấy rằng bề mặt của sao đỏ khổng lồ này chỉ có một vài tế bào đối lưu, hoặc hạt, đó là mỗi khoảng 75 triệu dặm (120 triệu km) qua - khoảng một phần tư của ngôi sao đường kính. Chỉ cần một trong những hạt này sẽ kéo dài từ mặt trời đến ngoài Sao Kim. Các bề mặt - được gọi là quang cảnh - của nhiều ngôi sao khổng lồ bị che khuất bởi bụi, gây cản trở các quan sát. Tuy nhiên, trong trường hợp của Pi1 Gruis, mặc dù bụi có mặt ở xa ngôi sao, nhưng nó không có ảnh hưởng đáng kể đến các quan sát hồng ngoại mới.
Khi Pi1 Gruis hết hydro để đốt cháy từ lâu, ngôi sao cổ đại này đã ngừng giai đoạn đầu tiên của chương trình tổng hợp hạt nhân. Nó co lại khi hết năng lượng, khiến nó nóng lên tới hơn 100 triệu độ. Những nhiệt độ cực đoan này đã thúc đẩy ngôi sao Giai đoạn tiếp theo khi nó bắt đầu hợp nhất helium thành các nguyên tử nặng hơn như carbon và oxy. Lõi cực nóng này sau đó trục xuất các lớp ngoài sao Star, khiến nó nổi lên gấp hàng trăm lần so với kích thước ban đầu của nó. Ngôi sao chúng ta thấy ngày nay là một người khổng lồ đỏ biến đổi.
Cho đến bây giờ, bề mặt của một trong những ngôi sao này chưa bao giờ được chụp lại chi tiết.
Một phần của bề mặt mặt trời của chúng ta, hiển thị một vết đen mặt trời và hạt mặt trời. Một phần vì mặt trời nhỏ gọn hơn Pi1 Gruis, nó có hàng triệu tế bào đối lưu, thay vì chỉ một vài. Hình ảnh thông qua tàu vũ trụ Hinode.
Theo nhiều cách, Pi1 Gruis giống như mặt trời của chúng ta; cả hai đều là những ngôi sao, và phải chịu nhiều quá trình giống nhau. Nhưng, như với mọi người, các ngôi sao có thể rất khác nhau. Pi1 Gruis có khối lượng lớn hơn một chút so với mặt trời của chúng ta (khoảng 1,5 khối lượng mặt trời) và khối lượng lớn hơn nhiều, bởi vì nó trong một giai đoạn tiến hóa hơn của sự tiến hóa. Đó có thể là lý do tại sao - trái ngược với số ít, tế bào đối lưu rất lớn PI1 Gruis’ - quyển sáng mặt trời của chúng ta chứa khoảng hai triệu tế bào đối lưu, với đường kính thông thường chỉ 1.000 dặm (1.500 km). Tuyên bố ESO đã giải thích:
Sự khác biệt kích thước lớn trong các tế bào đối lưu của hai ngôi sao này có thể được giải thích một phần bởi trọng lượng bề mặt khác nhau của chúng. Pi1 Gruis chỉ bằng 1,5 lần khối lượng mặt trời nhưng lớn hơn nhiều, dẫn đến trọng lực bề mặt thấp hơn nhiều và chỉ một vài hạt cực lớn.
Không nghi ngờ gì nữa nếu chúng ta có thể nhìn thấy bề mặt của Pi1 Gruis, chi tiết hơn nữa, chúng ta đã phải bối rối trước vẻ đẹp và sự phức tạp của nó. Đó chắc chắn là trường hợp với mặt trời của chúng ta, có bề mặt đã được tiết lộ cho chúng ta trong những thập kỷ gần đây bởi tàu vũ trụ, chẳng hạn như Đài quan sát Động lực học Mặt trời của NASA, đã chụp được những hình ảnh để tạo ra video mê hoặc dưới đây:
ESO cũng chỉ ra rằng giai đoạn của cuộc đời mà chúng ta thấy Pi1 Gruis là ngắn ngủi, theo thời gian của các ngôi sao:
Trong khi các ngôi sao lớn hơn tám khối lượng mặt trời kết thúc cuộc sống của chúng trong các vụ nổ siêu tân tinh kịch tính, thì các ngôi sao nhỏ hơn như thế này dần dần trục xuất các lớp bên ngoài của chúng, dẫn đến tinh vân hành tinh tuyệt đẹp. Các nghiên cứu trước đây về Pi1 Gruis đã tìm thấy một lớp vỏ vật chất cách ngôi sao trung tâm 0,9 năm ánh sáng, được cho là đã bị đẩy ra khoảng 20.000 năm trước. Khoảng thời gian tương đối ngắn này trong một cuộc đời ngôi sao chỉ kéo dài vài chục nghìn năm - so với thời gian sống chung của vài tỷ - và những quan sát này cho thấy một phương pháp mới để thăm dò giai đoạn khổng lồ đỏ thoáng qua này.
Video dưới đây, từ ESO, phóng to Pi1 Gruis.
Điểm mấu chốt: Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học đã nhìn thấy những bong bóng khổng lồ bay lên trên bề mặt của một ngôi sao nằm ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Ngôi sao là một người khổng lồ đỏ già, Pi1 Gruis, nằm cách 530 năm ánh sáng.
Nguồn: Các tế bào tạo hạt lớn trên bề mặt của ngôi sao khổng lồ Pi1 Gruis