Dlaczego brzegi gwiazd są ciemniejsze od ich środka? Teleskop CHARA ujawnia kosmiczną tajemnicę!
Astronomowie korzystający z matrycy teleskopów CHARA Uniwersytetu Stanowego Georgii odkryli, że pobliskie gwiazdy ciemnieją ku brzegom silniej w bliskiej podczerwieni, niż przewidują popularne modele atmosfer gwiazd. Wynik daje nowy punkt odniesienia do badania budowy gwiazd.
Zespół zmierzył, jak zmienia się jasność 31 pobliskich gwiazd od środka tarczy do jej krawędzi. Efekt ten, zwany ściemnieniem brzegowym, sprawia, że brzeg gwiazdy wygląda na słabszy niż środek. Powstaje, bo światło ze środka tarczy pochodzi z głębszych, gorętszych warstw atmosfery, a światło z brzegu z płytszych, chłodniejszych warstw i przechodzi przez więcej materii gwiazdy.
Obserwacje prowadzono jednocześnie w dwóch filtrach bliskiej podczerwieni. Ściemnienie brzegowe okazało się słabsze przy dłuższych falach, ale zmiana była większa od przewidywanej. Na całej próbce siła efektu zmalała o ok. 38 proc. przy przejściu od 1,6 do 2,2 mikrometra. Modele przewidywały ten sam trend, lecz spadek rzędu 17–22 proc. Autorzy wnioskują, że modele oddają ogólne zachowanie, ale nie w pełni odtwarzają zależność od długości fali. Badano jasne gwiazdy w późnych fazach życia: podolbrzymy, olbrzymy i nadolbrzymy, których rozciągnięte atmosfery z silną konwekcją dają złożone profile jasności.
Teleskop CHARA i znaczenie dla badań egzoplanet
Matryca CHARA na Mount Wilson w Kalifornii łączy światło sześciu teleskopów rozmieszczonych na terenie obserwatorium. Dzięki interferencji uzyskuje zdolność rozdzielczą znacznie większego instrumentu. Zamiast bezpośrednich zdjęć mierzy, jak kontrast wzoru interferencyjnego zależy od odległości między teleskopami, co ujawnia rozmiar gwiazdy i rozkład jasności na jej powierzchni. Główny autor, Narsireddy Anugu, zaznacza, że zespół nie mierzy samej wielkości gwiazd, lecz rozkład ich światła na tarczy, co bezpośrednio testuje modele atmosfer.
Ściemnienie brzegowe wpływa na pomiary średnic gwiazd oraz na charakterystykę egzoplanet przechodzących przed tarczą macierzystej gwiazdy, bo ilość zasłoniętego światła zależy od jasności tarczy. Badacze nie znaleźli śladów dużych plam gwiazdowych ani ukrytych towarzyszy. W planach jest szersze porównanie od światła widzialnego po bliską podczerwień oraz obrazowanie mniejszych gwiazd ciągu głównego, ważnych dla badań egzoplanet wokół gwiazd typu Słońce.
Źródło: Georgia State University
Czytaj też: Życie poza Ziemią bliżej niż myśleliśmy? Mikroorganizmy przetrwały w warunkach z Enceladusa!
Grafika tytułowa: Jad Limcaco / Unsplash
