Rdeča velikanka R Doradus, ena nam najbližjih zvezd v pozni fazi razvoja, znova postavlja pod vprašaj dolgo uveljavljene predstave o tem, kako masivne, stare zvezde izgubljajo snov in bogatijo galaksijo z elementi, ključnimi za nastanek planetov in življenja. Nova raziskava švedske Tehnološka univerza Chalmers kaže, da zvezdna svetloba in prah sama po sebi ne zadoščata za poganjanje močnih zvezdnih vetrov, kot so jih astronomi razumeli desetletja.
Ko se rdeče orjakinje približujejo koncu svojega življenjskega cikla, odvržejo zunanje plasti in okoli sebe ustvarijo obsežne oblake plina in prahu. Ti oblaki odbijajo svetlobo zvezde, kar je na posnetkih vidno kot barvni vzorci okoli samega zvezdnega diska. Dolgo je veljalo prepričanje, da prav ta odbita svetloba deluje kot pogonska sila, ki potiska snov navzven v medzvezdni prostor.
Nova opazovanja R Doradusa pa kažejo drugačno sliko. Barva in polarizacija svetlobe, ki jo odbijajo prašni delci, razkrivata, da so zrna presenetljivo majhna – premajhna, da bi jih tlak zvezdne svetlobe učinkovito pospešil. Ta rezultat po navedbah raziskovalcev neposredno izpodbija klasični model nastanka zvezdnih vetrov pri rdečih velikankah.
Opazovanja z vrhunskimi teleskopi
Ključno vlogo pri raziskavi so imela opazovanja z instrumentom SPHERE na ESO-vem Zelo velikem teleskopu (VLT) v Čilu, kjer so znanstveniki merili polarizirano vidno svetlobo, razpršeno na prašnih zrnih v območju, velikem približno kot naše Osončje. V osrednjem delu slike so rezultate dopolnili še podatki radijskega observatorija ALMA, ki razkrivajo strukturo same površine zvezde.
Analiza različnih valovnih dolžin je omogočila natančno določitev velikosti in sestave prašnih delcev. Ti se ujemajo z običajnimi vrstami zvezdnega prahu, kot so silikati in aluminijev oksid, vendar njihova mikroskopska velikost pomeni, da pritisk svetlobe preprosto ni dovolj močan.
Prelom z dolgoletno razlago
„Mislili smo, da imamo dober opis procesa, a se je izkazalo, da ne drži,“ je ob objavi poudaril Theo Khouri, astronom na Chalmersu in eden od vodij raziskave. Izsledki, objavljeni v reviji Astronomy & Astrophysics, kažejo, da mora biti v ozadju še dodatni mehanizem.
Opazovanja so raziskovalci združili z naprednimi računalniškimi simulacijami, ki modelirajo interakcijo zvezdne svetlobe s prašnimi delci. „Prvič smo lahko izvedli stroge teste, ali lahko ta prašna zrna čutijo dovolj močan pritisk zvezdne svetlobe,“ je pojasnil Thiébaut Schirmer. Rezultati so pokazali, da odboj svetlobe ne zadošča za sprožitev vetrov, saj so zrna, ki obdajajo R Doradus, običajno velika le okoli desettisočinko milimetra.
„Prah je vsekakor prisoten in zvezda ga osvetljuje,“ je dodal Schirmer, „vendar preprosto ne zagotavlja dovolj moči, da bi pojasnil, kaj vidimo.“
Iskanje alternativnih mehanizmov
Ugotovitve kažejo na druge, bolj kompleksne procese, ki bi lahko igrali pomembno vlogo pri izgubi snovi. Ekipa je že prej z uporabo observatorija ALMA posnela ogromne konvektivne mehurčke, ki se dvigajo in spuščajo na površini R Doradusa.
„Čeprav najpreprostejša razlaga ne deluje, obstajajo vznemirljive alternative, ki jih je vredno raziskati,“ poudarja Wouter Vlemmings, profesor na Chalmersu in soavtor študije. „Ogromni konvektivni mehurčki, zvezdne pulzacije ali epizode intenzivnega nastajanja prahu bi lahko skupaj pomagali razložiti, kako se ti zvezdni vetrovi sploh sprožijo.“
Foto: Prašni oblaki odbijajo zvezdno svetlobo okoli zvezde R Doradus. [Foto: ESO/T. Schirmer/T. Khouri; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)]
