Kiedy gwiazdy o małej i średniej masie wyczerpują zapasy wodoru, opuszczają fazę ciągu głównego i rozszerzają się, stając się czerwonymi olbrzymami – tak zwaną fazą Asymptotic Giant Branch (AGB). Gwiazdy w tej fazie ewolucji stają się zmienne (doświadczają zmian jasności), aby zrzucić swoje zewnętrzne położenia, rozprzestrzeniając pył w ośrodku międzygwiazdowym (ISM), który jest kluczowy dla rozwoju mgławic planetarnych i układów protoplanetarnych. Przez dziesięciolecia astronomowie starali się lepiej zrozumieć rolę, jaką odgrywają czerwone olbrzymy.
Badanie pyłu międzygwiazdowego i protoplanetarnego jest trudne, ponieważ jest on tak słaby w świetle widzialnym. Na szczęście pył ten pochłania światło i promieniuje jasno w podczerwieni (IR), dzięki czemu jest widoczny dla teleskopów IR. Korzystając z danych archiwalnych z wycofanych już misji Akari i Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), zespół japońskich astronomów przeprowadził pierwszy długookresowy przegląd pyłowych AGB i zaobserwował, że zmienna intensywność tych gwiazd pokrywa się z ilością pyłu, który produkują. Ponieważ pył ten odgrywa ważną rolę w powstawaniu planet, badania te mogą rzucić światło na pochodzenie życia.
Badania zostały przeprowadzone przez doktoranta Kengo Tachibana i jego kolegów z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Tokijskiego. Dołączyli do nich astronomowie z University of Kagoshima, University of Tohoku oraz Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) w Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Ich artykuł “Investigation of mid-infrared long-term variability of dusty AGB stars using multi-epoch scan data of AKARI and WISE” ukazał się niedawno w Publications of the Astronomical Society of Japan.
Astronomia w podczerwieni otworzyła nowy wgląd we Wszechświat, co zademonstrował Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST). JWST dostarczył najbardziej szczegółowych obrazów kosmosu, jakie kiedykolwiek widziano dzięki dużemu zwierciadłu głównemu, instrumentom IR i osłonie przeciwsłonecznej (która utrzymuje ją w temperaturach kriogenicznych). Należy jednak zauważyć, że Webb jest najnowszym z długiej listy obserwatoriów podczerwieni, które obejmują AKARI (pierwszy japoński teleskop kosmiczny IR), Kosmiczne Obserwatorium Herschela oraz kosmiczne teleskopy NASA WISE i Spitzer.
Jak wyjaśnił Tachibana w niedawnym komunikacie prasowym UTokyo, większość przeglądów w podczerwieni była krótkotrwała, co ma ograniczone możliwości dowiedzenia się więcej o słabszych gwiazdach i tych, które zbliżają się do końca swojego cyklu życia:
Pył międzygwiazdowy składa się z cięższych pierwiastków (węgla, tlenu, żelaza itp.) powstałych w wyniku fuzji jądrowej we wnętrzu gwiazdy. Pierwiastki te zostały pierwotnie utworzone przez pierwsze gwiazdy w naszym Wszechświecie (gwiazdy III populacji) i zgromadzone w ich zewnętrznych warstwach. Kiedy osiągnęły potrzebę swojej żywotności, te zewnętrzne warstwy zostały zdmuchnięte przez supernowe i rozproszone w całym kosmosie. Pierwiastki te stały się następnie częścią mgławic, z których powstały nowe populacje (populacja II i I), stopniowo zwiększając zawartość metali (“metaliczność”) gwiazd.
Z czasem gwiazdy te weszły w fazę AGB i stały się głównym źródłem kosmicznego pyłu. Ale w przeciwieństwie do gwiazd III populacji, AGB produkują i rozprowadzają cięższe pierwiastki stopniowo do ISM, wyrzucając je z ich zewnętrznych warstw, zamiast zdmuchnąć je w masywnych eksplozjach. Podczas gdy astronomowie rozumieją to od dziesięcioleci, główne czynniki tego procesu są słabo rozumiane, co prowadzi ich do zastanowienia się, gdzie powinni szukać, aby dowiedzieć się więcej na ten temat. Powiedział Tachibana:
Badania te dostarczyły cennego pierwszego kroku, demonstrując związek między stężeniem pyłu a zmiennością jasności gwiazdy. W następnym kroku zespół ma nadzieję zbadać możliwe fizyczne mechanizmy stojące za produkcją tego pyłu. W tym celu zespół planuje wykorzystać 6,5-metrowy teleskop w Obserwatorium Atacama Uniwersytetu Tokijskiego (TAO) w Chile. TAO zbliża się do ukończenia kamery MIMIZUKU w średniej podczerwieni i spektrografu, która ma rozdzielczość przestrzenną porównywalną z instrumentem średniej podczerwieni (MIRI) JWST.
Korzystając z tego instrumentu, zespół zamierza monitorować różne gwiazdy AGB nieprzerwanie przez wiele lat. Wraz z Webbem i innymi obserwatoriami podczerwieni nowej generacji, badania te ujawnią wiele o niewidocznych aspektach naszego Wszechświata.
______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę
