Pressmeddelande

Jättestjärnas yta täcks av jättebubblor

20 december 2017

Med hjälp av ESO:s Very Large Telescope har astronomer för första gången kunnat direkt observera granulationsmönster hos en stjärna utanför solsystemet. I en spännande och ovanlig ny bild från instrumentet PIONIER avslöjas de konvektiva cellerna som utgör ytan hos den åldrande röda jättestjärnan π1 Gruis. Stjärnans diameter är mer än 350 gånger solens, och varje cell i mönstret är cirka 120 miljoner kilometer tvärsöver, mer än en fjärdedel av stjärnans diameter. Forskningsresultaten publiceras i veckans nummer av tidskriften Nature.

Den svala röda jättestjärnan π1 Gruis ligger 530 ljusår från jorden i stjärnbilden Tranan. Den har ungefär samma massa som solen men är 350 gånger större och lyser flera tusen gånger starkare [1]. Om cirka fem miljarder år kommer också vår sol att svälla upp och bli en röd jättestjärna.

Ett internationellt forskarlag som leds av Claudia Paladini (ESO) har använt instrumentet PIONIER på ESO:s Very Large Telescope för att observera π1 Gruis i mer detalj än som tidigare varit möjligt. De upptäckte att ytan hos denna röda jättestjärna består av bara några få konvektionsceller, så kallade granuler, som vardera är cirka 120 miljoner kilometer tvärs över. Varje granul täcker ungefär en fjärdedel av stjärnans diameter [2], vilket också är längre än avståndet mellan solen och Venus. Hos många jättestjärnor är ytan, eller närmare bestämd fotosfären, svår att studera på grund av stoft och damm som skymmer sikten. Men det stoft som ligger nära π1 Gruis är tillräckligt långt ifrån stjärnan för att inte nämnvärt påverka de aktuella observationerna, som också gjorts i infrarött ljus [3].

För länge sedan hade π1 Gruis stora reserver av väte som bränsle. När de tog slut avslutades det första stadiet av stjärnans kärnfusionsprogram. På grund av energibristen krympte stjärnan, vilket i sin tur gjorde att den värmdes upp till mer än 100 miljoner grader. Dessa extrema temperaturer höll stjärnan igång under sin nästa fas då den smälte samman atomer av helium till tyngre grundämnen som kol och syre. Den intensivt varma kärnan kastade sedan ut stjärnans yttre lager, och stjärnan blåstes upp till flera hundra gånger sin ursprungliga storlek. Den stjärna vi ser idag är en föränderlig, eller variabel, röd jättestjärna. Det är först nu som ytan hos en av denna typ av stjärnor har kunnat avbildas.

I solens fotosfär ingår cirka två miljoner konvektiva celler som vardera är runt 1500 kilometer tvärsöver. Den enorma skillnaden i storlek hos de konvektiva cellerna i solen och π1 Gruis kan delvis förklaras av att de har mycket olika starka ytgravitation. π1 Gruis massa är bara 1,5 gånger solens men är samtidigt mycket större. Därför är dess ytgravitation desto lägre och och har bara några få men extremt stora granuler.

Stjärnor som är mer än åtta gånger solens massa avslutar sina liv i dramatiska supernovaexplosioner. Lättare stjärnor som denna kastar istället långsamt ut sina yttre lager, vilket resulterar i vackra planetariska nebulosor. I tidigare studier av π1 Gruis upptäcktes ett skal av material 0,9 ljusår ut från den centrala stjärnan, och som forskare tror kastades ut från stjärnan för cirka 20 000 år sedan. Denna relativt korta tidsperiod i en stjärnas liv varar i bara några få tiotusentals år, vilket kan jämföras med dess totala livslängd på flera miljarder år. Dessa observationer har nu visat upp ett nytt sätt att undersöka denna kortvariga fas en stjärnas liv.

Noter

[1] π1 (uttalas pi-ett) Gruis är en så kallad Bayer-beteckning. När den tyske astronomen Johann Bayer år 1603 klassificerade 1564 stjärnor gav han de en grekisk bokstav som namn, tillsammans med namnet på stjärnbilden som de ingick i. De ljusare stjärnorna i varje stjärnbild fick i allmänhet bokstäverna i början av det grekiska alfabetet, och den ljusaste stjärnan fick beteckningen Alfa (α). I Tranan heter den ljusaste stjärnan därför Alpha Gruis.

π1 Gruis är den ena i ett vackert stjärnpar med kontrasterande färger som ligger nära varandra på stjärnhimlen; den andra heter givetvis π2 Gruis. De är tillräckligt ljusa för att kunna ses genom fältkikare. På 1830-talet insåg Thomas Brisbane att π1 Gruis själv var en dubbelstjärna. Först att rapportera stjärnans underliga spektrum var Annie Jump Cannon, astronomen bakom Harvardklassifikationen.

[2] Granuler är mönster som skapas på en stjärnas yta tack vare konvektionsströmmar. När plasma i stjärnans mitt hettas upp expanderar den och lättar mot ytan. Där svalnar den och blir mörkare och tätare, och sjunker sedan igen mot mitten. Processen fortsätter i miljardtals år och spelar en viktig roll i många astrofysikaliska processer, bland dem strålningstransport, pulsationer, stjärnvindar och på bruna även stoftmolnbildning.

[3] π1 Gruis är en av de ljusaste bland en sällsynt typ av stjärna, så kallade S-stjärnor. De definierades först av den amerikanske astronomen Paul W. Merrill för stjärnor vars ovanliga spektra liknar varandra. π1 Gruis, R Andromedae och R Cygni blev prototyper för den nya stjärntypen. Deras ovanliga spektra vet man nu beror på förekomsten av grundämnen som skapas i den så kallade “s-processen” där s:et står för “slow” och syftar på långsammare neutroninfångning. Processen kan vi tacka för hälften av grundämnen som är tyngre än järn.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Large granulation cells on the surface of the giant star π1 Gruis” av C. Paladini m. fl., som publiceras i tidskriften Nature den 21 december 2017.

Forskarlaget består av C. Paladini (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Bryssel, Belgien; ESO, Santiago, Chile), F. Baron (Georgia State University, Atlanta, Georgia, USA), A. Jorissen (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Bryssel, Belgien), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankrike), Bernd Freytag (Uppsala universitet, Uppsala, Sverige), S. Van Eck (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Bryssel, Belgien), M. Wittkowski (ESO, Garching, Tyskland), J. Hron (Wiens universitet, Wien, Österrike), A. Chiavassa (Laboratoire Lagrange, Université de Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, Frankrike), J.-P. Berger (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankrike), C. Siopis (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Bryssel, Belgien), A. Mayer (Wiens universitet, Wien, Österrike), G. Sadowski (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Bryssel, Belgien), K. Kravchenko (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Bryssel, Belgien), S. Shetye (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Bryssel, Belgien), F. Kerschbaum (Wiens universitet, Wien, Österrike), J. Kluska (University of Exeter, Exeter, Storbritannien) och Sofia Ramstedt (Uppsala universitet, Uppsala, Sverige).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

●       Forskningsartikeln i Nature

●       Foton av VLT

●       Mer information om VLTI

Kontakter

Claudia Paladini
ESO
Santiago, Chile
E-post: cpaladin@eso.org

Alain Jorissen
Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles
Brussels, Belgium
Tel: +32 (0) 2 6502834
E-post: Alain.Jorissen@ulb.ac.be

Fabien Baron
Georgia State University
Atlanta, Georgia, USA
E-post: fbaron@gsu.edu

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1741 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.

Om pressmeddelandet

Pressmeddelande nr:eso1741sv
Namn:π1 Gruis
Typ:Milky Way : Star : Evolutionary Stage : Red Giant
Facility:Very Large Telescope
Instruments:PIONIER
Science data:2018Natur.553..310P

Bilder

Ytan hos den röda jättestjärnan π1 Gruis enligt PIONIER på VLT
Ytan hos den röda jättestjärnan π1 Gruis enligt PIONIER på VLT
Vidvinkelbild av himlen omkring π1 Gruis
Vidvinkelbild av himlen omkring π1 Gruis
Den röda jättestjärnan π1 Gruis i stjärnbilden Tranan
Den röda jättestjärnan π1 Gruis i stjärnbilden Tranan

Videor

ESOcast 144 Light: Jättestjärnas yta täcks av jättestora bubblor (4K UHD)
ESOcast 144 Light: Jättestjärnas yta täcks av jättestora bubblor (4K UHD)
Zooma in på den röda jättestjärnan π1 Gruis
Zooma in på den röda jättestjärnan π1 Gruis

Our use of Cookies

We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.

You can manage your cookie preferences and find out more by visiting 'Cookie Settings and Policy'.

ESO Cookies Policy


The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.

This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.

What are cookies?

Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.

Categories of cookies we use

Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
csrftoken
XSRF protection token. We use this cookie to protect against cross-site request forgery attacks.
1st party
Stored
1 year
user_privacy
Your privacy choices. We use this cookie to save your privacy preferences.
1st party
Stored
6 months
_grecaptcha
We use reCAPTCHA to protect our forms against spam and abuse. reCAPTCHA sets a necessary cookie when executed for the purpose of providing its risk analysis. We use www.recaptcha.net instead of www.google.com in order to avoid unnecessary cookies from Google.
3rd party
Stored
6 months

Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
preferred_language
Language settings. We use this cookie to remember your preferred language settings.
1st party
Stored
1 year
ON | OFF
sessionid
ESO Shop. We use this cookie to store your session information on the ESO Shop. This is just an identifier which is used on the server in order to allow you to purchase items in our shop.
1st party
Stored
2 weeks
ON | OFF

Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.

Matomo Cookies:

This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.

On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.

ON | OFF

Matomo cookies settings:

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
_pk_id
Stores a unique visitor ID.
1st party
Stored
13 months
_pk_ses
Session cookie temporarily stores data for the visit.
1st party
Stored
30 minutes
_pk_ref
Stores attribution information (the referrer that brought the visitor to the website).
1st party
Stored
6 months
_pk_testcookie
Temporary cookie to check if a visitor’s browser supports cookies (set in Internet Explorer only).
1st party
Stored
Temporary cookie that expires almost immediately after being set.

Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.

Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.

YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.

Cookies can also be classified based on the following elements.

Regarding the domain, there are:

  • First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
  • Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.

As for their duration, cookies can be:

  • Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
  • Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.

How to manage cookies

Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.

In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:

Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.

You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).

Updates to the ESO Cookies Policy

The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.

Additional information

For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.

As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.