Stejně jako všechno ostatní ve vesmíru, hvězdy stárnou. Během tohoto pozdního období jejich hvězdných životů vykazuje asi 30% nízkohmotných červených obrů zvědavou variabilitu jasu, která zůstává do dnešního dne nevysvětlitelná. Nový průzkum těchto typů červených gigantů vylučuje většinu současných vysvětlení, která nutí najít novou teorii jejich chování.
Červené obry jsou fází v pozdější části života hvězdy podobné Slunci, kdy je většina jaderné fúze pohánějící palivo vyčerpána. Výsledný nedostatek světelného tlaku tlačícího proti gravitační síle způsobí, že se hvězda sama zhroutí. Když však dojde k tomuto kolapsu, zahřeje kolem jádra dostatečně vodíkovou vrstvu, aby znovu fúzoval, což má za následek zvýšit v jaderné fúzi, která způsobuje, že se hvězda zvyšuje díky zvýšenému světelnému tlaku. To může vést k tomu, že se hvězda stane 1 000 až 10 000 krát jasnější.
Variabilita světelného výkonu červených gigantů je přirozená - tak se zvětšují a zmenšují v konzistentním vzoru, což má za následek jasnější a slabší světelné výstupy. Existuje však rozdíl v jasu zhruba třetiny až jedné poloviny těchto hvězd, k němuž dochází v delším časovém období, až do výše pěti let.
S názvem Dlouhá sekundární perioda (LSP), měnící se jas hvězdy se děje v delších časových úsecích, než je kratší perioda pulsu. Je to tato dlouhodobá změna jasu, která zůstává nevysvětlená.
Nová podrobná studie 58 variabilních červených obrů ve Velkém Magellanově mračnu, kterou provedli Peter Wood a Christine Nicholls, oba z Výzkumné školy astronomie a astrofyziky na Australské národní univerzitě, ukazují, že navrhovaná vysvětlení této záhadné variability postrádá naměřené hodnoty. vlastnosti hvězd. Nicholls a Wood použili spektrograf FLAMES / GIRAFFE na velmi velkém dalekohledu ESO a kombinovali informace s daty z jiných dalekohledů, jako je Spitzerův vesmírný dalekohled.
Existují dvě hlavní vysvětlení tohoto jevu: přítomnost doprovodného objektu pro červené giganty, kteří obíhají takovým způsobem, aby změnili jejich jas, nebo přítomnost oblačného oblaku prachu, který nějakým způsobem blokuje světlo přicházející z hvězdy v našem směru v periodickém měřítku.
Binární společník ke hvězdám by změnil jejich oběžnou dráhu tak, že by se přiblížili a ustoupili z výhodného bodu Země, a kdyby společník prošel před hvězdou, ztlumil by také proud světla z červeného obra. V případě binárního společníka je spektra změny jasu mezi všemi těmito hvězdami relativně podobná, což znamená, že pro toto vysvětlení by všechny červené obry, které vykazují variantu LSP, musely mít společníka podobné velikosti. , přibližně 0,09násobek hmotnosti Slunce. Tento scénář by byl extrémně nepravděpodobný, vzhledem k velkému počtu hvězd, které vykazují tuto změnu jasu.
Možným vysvětlením by mohl být efekt oblačného prachového oblaku. Oblak hvězdného prachu, který zakrývá světlo z hvězdy jednou na oběžné dráze, by stmíval své světlo natolik, aby vysvětlil tento jev. Přítomnost takového oblaku prachu by byla odhalena nadměrným množstvím světla přicházejícího z hvězdy v infračerveném spektru. Prach absorbuje světlo z hvězdy a znovu jej emituje ve formě světla ve střední infračervené oblasti spektra.
Pozorování hvězd LSP ukazují středový infračervený podpis, který je výmluvným znakem prachu, ale korelace mezi nimi neznamená, že prach způsobuje změnu jasu. Mohlo by to být tak, že prach je vedlejší produkt vypuzené hmoty ze samotné hvězdy, jejíž základní příčina by mohla být spojena se změnou jasu.
Ať už je příčina oscilace jasu u těchto červených gigantů jakákoli, nutí je vyhazovat hmotu ve velkých shlucích nebo ve formě rozšiřujícího se disku. Je zřejmé, že pro zjištění příčiny tohoto jevu budou zapotřebí další pozorování.
Výsledky pozorování Nichollse a Wooda byly zveřejněny v roce 2007 Astrofyzikální deník. Dva články popisující jejich zjištění jsou k dispozici na stránkách Arxiv zde a zde.
Zdroj: ESO, Arxiv papers
