Hvězda s označením π1 Gruis je chladný rudý obr, který leží zhruba 530 světelných let od našeho Slunce. Na obloze se nachází v jižním souhvězdí Jeřába. Její hmotnost je sice srovnatelná se Sluncem, avšak její průměr je 350krát větší. A svítivost je vyšší dokonce tisíckrát. Podobným monstrem se Slunce stane přibližně za pět miliard let.

Nápadně červená hvězda π1 Gruis paří k několika hvězdným párům s kontrastními barvami složek, které leží velmi blízko sebe na obloze. Druhá z hvězd dvojice nese jméno π2 Gruis, má namodralý odstín.

Mezinárodní tým astronomů pod vedením Claudie Paladiniové z mezivládní organizace ESO, jejímž členem je i Česko, využil schopnosti přístroje PIONIER, umístěným na dalekohledu ESO/VLT, aby mohli pozorovat hvězdu π1 Gruis v dosud nespatřených detailech.

Obrovské bubliny tvořící povrchovou vrstvu hvězdy

Obrovské bubliny tvořící povrchovou vrstvu hvězdy

FOTO: ESO

Vědci zjistili, že povrch rudého obra tvoří jen několik mimořádně rozsáhlých bublin, takzvaných konvektivních buněk, které se označují rovněž jako granule. Každá z nich má průměr 120 miliónů kilometrů, což odpovídá vzdálenosti mezi Sluncem a planetou Venuší ve sluneční soustavě.

Granule představují vzor vznikající ve fotosféře hvězdy díky přítomnosti konvektivních proudů v plazmatu v blízkosti hvězdného povrchu. Jak se plazma v nitru hvězdy ohřívá, rozpíná se a vystupuje k povrchu, tak v okrajových částech buněk/granulí poté chladne, stává se hustějším a klesá zpět do nitra hvězdy. Proces probíhá miliardy let a hraje stěžejní úlohu v mnoha astrofyzikálních procesech včetně přenosu energie, hvězdného větru či oblaků prachu na hnědých trpaslících. Hnědý trpaslík je jakýmsi přechodem mezi planetou a hvězdou.
Zdroj: ESO

Povrchová vrstva atmosféry obřích hvězd, takzvaná fotosféra, je skryta v oblacích prachu, který brání přímému pozorování. Nicméně nemá příliš vliv na tato nová mapování, provedená v infračerveném oboru spektra.

Fotosféra Slunce obsahuje asi dva milióny konvektivních buněk s typickým průměrem asi 2000 kilometrů. Rozdíl ve velikosti granulí těchto dvou hvězd je podle astronomů možné vysvětlit rozdílnou přitažlivostí na povrchu. Hvězda π1 Gruis je jen 1,5krát hmotnější než Slunce, ale je mnohem větší. Výsledkem je u ní velmi nízká přitažlivost v místě fotosféry – tedy existence jen několika extrémně velkých konvektivních buněk.

Ohřála se až na 100 miliónů stupňů

Jak ESO informuje, když v dávné minulosti rudý obr spotřeboval vodíkové palivo ve svém nitru, dokončila první část svého programu jaderné fúze. Vzniklým nedostatkem ve vytváření energie se hvězda smrštila, tím došlo k ohřátí její hmoty až na 100 miliónů stupňů.

Mapka zachycuje jižní souhvězdí Jeřáb (Grus). Vyznačeny jsou všechny hvězdy viditelné na tmavé obloze pouhým okem. Červeným kroužkem je vyznačena poloha rudého obra π1 Gruis, který s hvězdou π2 Gruis vytváří barevný pár pozorovatelný i malými dalekohledy.

Mapka zachycuje jižní souhvězdí Jeřáb (Grus). Vyznačeny jsou všechny hvězdy viditelné na tmavé obloze pouhým okem. Červeným kroužkem je vyznačena poloha rudého obra π1 Gruis, který s hvězdou π2 Gruis vytváří barevný pár pozorovatelný i malými dalekohledy.

FOTO: ESO, IAU and Sky & Telescope

Extrémně vysoké teploty zažehly další fázi, ve které hvězda začala spalovat hélium na těžší prvky jako uhlík a kyslík. Mimořádně horké jádro následně vypudilo vnější plynové obálky, které se nafoukly do stonásobně větších rozměrů. Nyní pozorovaná hvězda je proměnným rudým obrem.

Nebude exploze, ale mlhovina

Zatímco hvězdy třeba osmkrát hmotnější, než Slunce zakončují svůj život explozí supernovy, ty méně hmotné jako π1 Gruis postupně odvrhují své vnější vrstvy a dávají vzniknout působivým planetárním mlhovinám.

Dřívější výzkumy této hvězdy objevily slupku materiálu, která se nachází asi 0,9 světelného roku od centrální hvězdy. Tu rudý obr odvrhl přibližně před 20 tisíci lety. Ve srovnání s celým životním cyklem daných hvězd trvajícím několik miliard let to představuje pouhý okamžik.

„Provedená pozorování mimo jiné nabízejí nový způsob, jak prokázat, že se stálice π1 Gruis skutečně nachází v pomíjivé životní fázi rudého obra,“ uzavírají odborníci. Výsledky jejich výzkumu zveřejnil v prosinci vědecký časopis Nature.

Jiný dalekohled na observatoři v Chile, teleskop VST, se v prosinci také činil. Pořídil zajímavé záběry zářící „hvězdné porodnice“ – místa, kde se rodí nové hvězdy. Astronomové tak zdokumentovali řadu procesů v nitru této mlhoviny. [celá zpráva]