Επιτέλους βρέθηκαν δύο πληθυσμοί με αδυνατισμένους κόκκινους γίγαντες
Οι αστρονόμοι υποψιάζονταν εδώ και καιρό ότι ορισμένοι κόκκινοι γίγαντες χάνουν μεγάλη μάζα από τους συντρόφους τους, αλλά η επιβεβαίωση αυτού ήταν μια πρόκληση. Τώρα, ωστόσο, μια μελέτη ερυθρών γιγάντων που απεικονίστηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler αποκάλυψε δύο διαφορετικούς πληθυσμούς άστρων που δείχνουν ενδεικτικά σημάδια ότι έχουν χάσει μεγάλο μέρος του υλικού τους. Στη διαδικασία, οι ερευνητές εντόπισαν ένα ενδεικτικό χαρακτηριστικό τέτοιων αστεριών, το οποίο θα μπορούσε να καταστήσει ευκολότερο την εύρεση τους στο μέλλον. Έχουν επίσης αποδείξει, για άλλη μια φορά, την ευελιξία του Kepler, που χρησιμοποιείται για έρευνα πολύ πέρα από την αρχική του πρόθεση.
Όταν τα αστέρια γερνούν, κρυώνουν και φουσκώνουν, γίνονται κόκκινοι γίγαντες. Αν και κάθε τετραγωνικό μέτρο της επιφάνειάς τους εκπέμπει λιγότερο φως από ό,τι σε πιο νεανικές εποχές, αυτοί οι γίγαντες είναι τόσο γιγάντιοι, που αντιπροσωπεύουν το πιο φωτεινό σημείο στη διάρκεια ζωής τους, εκτός και αν γίνει σουπερνόβα. Αυτό κάνει τους κόκκινους γίγαντες πολύ ορατούς σε μεγάλες αποστάσεις. Αν και αντιπροσωπεύει ένα μικρό ποσοστό αστεριών, αυτή η ορατότητα σημαίνει ότι μπορούμε να δούμε πολλά από αυτά, καθώς και να παρέχουμε εξαιρετικές ευκαιρίες για τη μελέτη της αστρικής εξέλιξης και συμπεριφοράς.
Όντας τόσο διάχυτοι, ωστόσο, είναι αναμενόμενο ότι οι κόκκινοι γίγαντες σε στενά δυαδικά συστήματα θα χάσουν μάζα σε πιο πυκνούς γείτονες. Οι αστρονόμοι ήταν πρόθυμοι να μελετήσουν τη διαδικασία, αλλά προσπάθησαν να εντοπίσουν περιπτώσεις όπου συνέβη αφού τα αστέρια εξελίσσονται πολύ αργά για να μπορέσουμε να τη δούμε σε πραγματικό χρόνο. Τώρα, ωστόσο, δύο πληθυσμοί ερυθρών γιγάντων που έχουν υποστεί δραματική απώλεια μάζας έχουν εντοπιστεί στο Nature Astronomy.
Για να βρουν αυτά τα απογυμνωμένα αστέρια, ο φοιτητής διδακτορικού του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ Yaguang Li και οι συγγραφείς του έψαξαν 7.000 κόκκινους γίγαντες που εμφανίστηκαν στο οπτικό πεδίο του Kepler ενώ το τηλεσκόπιο έψαχνε για σημάδια πλανητών που μπλοκάρουν μερικώς αστέρια.
«Είναι σαν να βρίσκω τον Γουόλντο», είπε ο Λι σε μια δήλωση. "Ήμασταν εξαιρετικά τυχεροί που βρήκαμε περίπου 40 πιο αδύνατους κόκκινους γίγαντες, κρυμμένους σε μια θάλασσα από κανονικούς."
Ένας από τους πληθυσμούς - που ονομάζονται αστέρια πολύ χαμηλής μάζας - θα μπορούσε να αναγνωριστεί με μάζα 0,5-0,7 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Τα μικρότερα αστέρια εξελίσσονται πολύ πιο αργά από τα πιο μεγάλα. Κάτω από μια ορισμένη μάζα, ένα αστέρι θα έπρεπε να είχε πάρει περισσότερο χρόνο από την ηλικία του σύμπαντος για να φτάσει στη φάση του κόκκινου γίγαντα. Σαφώς, αυτό είναι αδύνατο, επομένως το αστέρι πρέπει κάποτε να είχε το επιπλέον υλικό που θα το ωθούσε να εξελιχθεί ταχύτερα στην πρώιμη ζωή του.
Κατά τη φάση του κόκκινου γίγαντα, τα αστέρια πετούν από μόνα τους μέρος της μάζας τους σε μια ενισχυμένη εκδοχή του ηλιακού ανέμου. Ωστόσο, οι αστρονόμοι είναι βέβαιοι ότι η απώλεια δεν υπερβαίνει ποτέ το 0,1 ηλιακές μάζες για αστέρια του μεγέθους που μελετήθηκαν εδώ, εκτός εάν υπάρχει εξωτερική βοήθεια. Ο Λι και οι συν-συγγραφείς εντόπισαν 32 αστέρια που έχουν απλώς πολύ μικρή μάζα για να έχουν φτάσει μόνοι τους στην τρέχουσα κατάστασή τους – μόνο ένας κλέφτης θα μπορούσε να εξηγήσει την κατάσταση, είτε μπορούμε να δούμε ένα είτε όχι.
Τα μέλη της δεύτερης κατηγορίας –υπόφωτα αστέρια– ήταν ακόμη πιο δύσκολο να εντοπιστούν. Δεν είναι τόσο φωτεινά όσο αναμενόταν. «Έχουν αδυνατίσει κάπως και επειδή είναι μικρότεροι, είναι επίσης πιο αμυδροί, επομένως «υποφωτεινοί» σε σύγκριση με τους κανονικούς κόκκινους γίγαντες», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Δρ Σάιμον Μέρφι από το Πανεπιστήμιο του Νότιου Κουίνσλαντ. Για να τα αναγνωρίσουμε, πρέπει να δημιουργήσουμε προσδοκίες, κάτι που έκαναν οι συγγραφείς μέσω της αστροσεισμολογίας – τη μελέτη των δονήσεων που παράγονται από ηχητικά κύματα μέσα στα αστέρια – οι οποίες μπορούν να αποκαλύψουν πληροφορίες σχετικά με τον πυρήνα που καίει ήλιο.
Τα αστέρια που ξεκινούν τη ζωή τους με αστρικές μάζες μεταξύ 1,8 και 3,6 έχουν διακριτικούς πυρήνες και σε επτά περιπτώσεις ο Λι παρατήρησε αστέρια με τέτοιους πυρήνες, αλλά τώρα έχουν μάζες κάτω από το κατώφλι.
Τα καλά νέα για όσους επιθυμούν να εξερευνήσουν την εξέλιξη του κόκκινου γίγαντα είναι ότι ένα από τα υποφωτεινά αστέρια είναι πολύ υψηλό σε λίθιο για έναν κόκκινο γίγαντα. Οι συγγραφείς πιστεύουν ότι αυτό θα μπορούσε να προσφέρει μια πιο γρήγορη διαδρομή για μελλοντική αναγνώριση των αστεριών των οποίων ο σύντροφος έκλεψε τα εξωτερικά τους στρώματα.
