Поверхность (фотосфера) Солнца выглядит как кипящая рисовая каша. Из огнедышащих недр звезды поднимаются потоки горячего вещества. Отдав своё тепло равнодушному космосу, они становятся холоднее и плотнее, чем расположенная прямо под ними раскалённая материя, и по закону Архимеда опускаются вниз. Такой отдельно взятый круговорот называется конвективной ячейкой.
Часть ячейки, расположенная на поверхности, называется гранулой, а само явление – грануляцией. До сих пор его удавалось непосредственно наблюдать только у Солнца.
Команда учёных во главе с Клаудией Паладини (Claudia Paladini) из ESO опубликовала в журнале Nature статью, в которой сообщила о первом в истории наблюдении грануляции у другой звезды.
Учёным помог флагман Европейской южной обсерватории – самый большой телескоп в мире VLT, и один из его приёмников PIONIER. Наблюдения проводились в ближнем инфракрасном диапазоне.
Звезда, подарившая астрономам небывалое зрелище, – это π1 Журавля, которую обозначают ещё π1 Gruis, по латинскому названию созвездия. Буква "пи" означает место звезды в иерархии яркостей: самая яркая звезда созвездия обозначается "альфа", вторая по яркости – "бета", и так далее. Звезда π Gruis – двойная, то есть по сути это система из двух звёзд. Индекс "1" означает, что речь идёт о первом компоненте пары.
π1 Gruis – холодный красный гигант. По массе он примерно равен Солнцу, но в 350 раз больше по диаметру и поэтому в несколько раз больше по светимости.
На поверхности звезды астрономы обнаружили всего несколько гранул. Зато каждая оказалась 120 миллионов километров в поперечнике – это четверть диаметра изученной звезды или расстояние от Солнца до Венеры "с хвостиком".
Для сравнения, в фотосфере Солнца насчитывается около двух миллионов гранул с типичными размерами всего 1,5 тысячи километров. Столь разительные отличия обусловлены тем, что на поверхности красного гиганта гравитация очень мала по сравнению с тяготением в фотосфере Солнца. Ведь массы звёзд примерно равны, а диаметры отличаются в сотни раз.
Звезда становится красным гигантом, когда в её недрах заканчивается водород. Теперь в ядре π1 Gruis из гелия синтезируются более тяжёлые элементы. Солнце войдёт в эту стадию эволюции примерно через пять миллиардов лет.
Фаза красного гиганта продолжается недолго, всего несколько десятков тысяч лет. В масштабах жизни звёзд этот срок ничтожен. Постепенно она сбрасывает в космос верхние слои вещества, и от неё остаётся сияющий белый карлик.
π1 Gruis уже начал сброс в космос внешних слоёв. Астрономы зафиксировали "сброшенную кожу" в 0,9 светового года от звезды. По расчётам, "линька" светила случилась около 20 тысяч лет назад.
Процессы, происходящие со светилом на стадии красного гиганта, этой фазы агонии в долгой жизни звезды, до конца не изучены. Например, неизвестны детали процесса сброса оболочки. Как она протекает? Типичен долгий плавный процесс или серия коротких "плевков"? А тщательные наблюдения за фотосферой красного сверхгиганта Антареса показали: его вещество на поверхность выталкивает не только конвекция, но и какая-то неизвестная сила.
Наблюдения грануляции, этого важнейшего процесса, переносящего тепло от раскалённых недр звезды к её прохладной поверхности, помогут учёным разобраться, что всё-таки происходит со звездой на драматической предсмертной стадии её жизни. Человечество обогатится новым знанием о Вселенной.
В конце концов, мы в долгу перед звёздами. Мы состоим из звёздного вещества.
