När vår sol börjar dö kommer den att bli en röd jätte när den tar slut med vätebränsle i dess kärna. Oroa dig dock inte, detta kommer inte att hända under ytterligare 5 miljarder år. Men nu har astronomer kunnat i detalj titta på en solliknande stjärns död cirka 550 ljusår från jorden för att få ett bättre grepp om vad slutet kan bli för vår sol. Stjärnan, Chi Cygni, har svullnat i storlek och vred sig nu i sitt dödsfall. Stjärnan har börjat pulsera in och ut dramatiskt, slå som ett jättehjärta. Nya närbilder från ytan på denna avlägsna stjärna visar sina bankande rörelser i enastående detalj.
”Detta arbete öppnar ett fönster mot vår sols öde fem miljarder år från och med nu, när det kommer att vara nära slutet av sitt liv,” sade Sylvestre Lacour från Observatoire de Paris, som ledde ett team av astronomer som studerade Chi Cygni.
Forskarna jämförde stjärnan med en bil som slut på bensin. "Motorn" börjar sputtera och pulsera. På Chi Cygni dyker sputteringen upp som en ljusare och dimnande orsakad av stjärnans sammandragning och expansion.
För första gången har astronomer fotograferat dessa dramatiska förändringar i detalj.
"Vi har i huvudsak skapat en animering av en pulserande stjärna med riktiga bilder," uttalade Lacour. "Våra iakttagelser visar att pulseringen inte bara är radiell utan kommer med inhomogeniteter, som den gigantiska hotspot som uppträdde med minsta radie."
Stjärnor i detta livsfas är kända som Mira-variabler. När den pulserar puffar stjärnan av sina yttre lager, som på några hundra tusen år kommer att skapa en vackert glänsande planetnebulosa.
Chi Cygni-pulser en gång var 408 dag. Vid sin minsta diameter på 300 miljoner miles blir den fläckig med lysande fläckar eftersom massiva plummer av het plasma plasar upp ytan, som granulerna som ses på vår solyta, men mycket större. När den expanderar kyls och dimmar Chi Cygni upp och växer till en diameter på 480 miljoner miles - tillräckligt stor för att uppsluka och laga vår solsystemets asteroidbälte.
Att avbilda variabla stjärnor är en extremt svår uppgift. Först döljer Mira-variabler sig inom ett kompakt och tätt skal av damm och molekyler. För att studera den stellära ytan i skalet måste astronomer observera stjärnorna i infrarött ljus, vilket gör att de kan se genom skalet av molekyler och damm, som röntgenstrålar gör det möjligt för läkare att se ben i människokroppen.
För det andra är dessa stjärnor mycket långt borta och verkar därför mycket små. Även om de är enorma jämfört med solen, får avståndet dem att verka inte större än ett litet hus på månen sett från jorden. Traditionella teleskop saknar rätt upplösning. Följaktligen vände sig teamet till en teknik som kallas interferometri, som innefattar att kombinera ljuset som kommer från flera teleskoper för att ge upplösning motsvarande ett teleskop så stort som avståndet mellan dem.
De använde Smithsonian Astrophysical Observatory's Infrared Optical Telescope Array, eller IOTA, som låg vid Whipple Observatory på Mount Hopkins, Arizona.
"IOTA erbjöd unika funktioner," sa medförfattare Marc Lacasse från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). "Det tillät oss att se detaljer på bilderna som är ungefär 15 gånger mindre än vad som kan lösas i bilder från Hubble Space Telescope."
Teamet erkände också användbarheten av de många observationer som årligen bidrog av amatörastronomer över hela världen, som tillhandahölls av American Association of Variable Star Observers (AAVSO).
Under det kommande decenniet är utsikterna för ultraskarv avbildning som möjliggörs av interferometri lockande astronomer. Objekt som fram till nu verkade punktliknande avslöjar gradvis deras sanna natur. Stellarytor, ackretionsskivor i svart hål och planetbildande regioner som omger nyfödda stjärnor brukade först och främst förstås genom modeller. Interferometri lovar att avslöja deras verkliga identiteter och, med dem, några överraskningar.
De nya observationerna av Chi Cygni rapporteras i nummer 10 av The Astrophysical Journal.
Källa: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
