Seperti semua hal lain di Semesta, bintang menjadi tua. Selama periode akhir kehidupan bintang mereka, sekitar 30% dari raksasa merah bermassa rendah menunjukkan variabilitas yang aneh dalam kecerahan mereka yang tetap tidak dapat dijelaskan hingga hari ini. Sebuah survei baru dari jenis raksasa merah ini mengesampingkan sebagian besar penjelasan saat ini dikemukakan, sehingga perlu untuk menemukan teori baru untuk perilaku mereka.
Raksasa merah adalah tahap di bagian akhir dari kehidupan bintang seperti Matahari ketika sebagian besar fusi nuklir bertenaga bahan bakar di inti bintang habis. Akibat kurangnya tekanan cahaya yang mendorong gaya gravitasi menyebabkan bintang runtuh dengan sendirinya. Ketika keruntuhan ini terjadi, ia memanaskan cangkang hidrogen di sekitar inti cukup untuk menyalakan kembali fusi, menghasilkan meningkatkan dalam fusi nuklir yang menyebabkan bintang menjadi lebih besar karena meningkatnya tekanan cahaya. Ini dapat menyebabkan bintang menjadi 1.000 hingga 10.000 kali lebih bercahaya.
Variabilitas dalam output cahaya raksasa merah adalah alami - mereka membengkak dan menyusut dalam pola yang konsisten, menghasilkan output cahaya yang lebih terang dan redup. Namun, ada perbedaan dalam kecerahan sekitar sepertiga hingga setengah dari bintang-bintang ini yang terjadi dalam periode waktu yang lebih lama, hingga hingga lima tahun.
Disebut Long Secondary Period (LSP), perubahan kecerahan bintang terjadi pada rentang waktu yang lebih lama daripada denyut periode yang lebih pendek. Variasi kecerahan jangka panjang inilah yang tetap tidak dapat dijelaskan.
Sebuah studi terperinci baru dari 58 raksasa merah variabel di awan Magellan Besar oleh Peter Wood dan Christine Nicholls, keduanya dari Sekolah Penelitian Astronomi dan Astrofisika di Universitas Nasional Australia, menunjukkan bahwa penjelasan yang diajukan tentang variabilitas misterius ini tidak sesuai dengan yang diukur. sifat-sifat bintang-bintang. Nicholls dan Wood menggunakan spektograf FLAMES / GIRAFFE pada ESO's Very Large Telescope, dan menggabungkan informasi dengan data dari teleskop lain seperti Spitzer Space Telescope.
Ada dua penjelasan utama dari fenomena tersebut: keberadaan objek pendamping raksasa merah yang mengorbit sedemikian rupa untuk mengubah kecerahannya, atau adanya awan debu circumstellar yang entah bagaimana menghalangi cahaya yang datang dari bintang ke arah kita. dalam skala periodik.
Pendamping biner dari bintang-bintang akan mengubah orbitnya sedemikian rupa sehingga mereka akan mendekati dan mundur dari tempat yang menguntungkan di Bumi, dan jika pendamping itu lewat di depan bintang itu juga akan meredupkan cahaya yang mengalir dari raksasa merah. Dalam kasus pendamping biner, spektrum perubahan kecerahan di antara semua bintang ini relatif sama, artinya agar penjelasan ini berfungsi, semua raksasa merah yang memamerkan variasi LSP harus memiliki pendamping dengan ukuran yang sama. , sekitar 0,09 kali massa Matahari. Skenario ini akan sangat tidak mungkin, mengingat banyaknya bintang yang menunjukkan variasi kecerahan ini.
Efek dari awan debu circumstellar bisa menjadi penjelasan yang mungkin. Awan debu circumstellar yang mengaburkan cahaya dari bintang sekali per orbit akan meredupkan cahayanya untuk menjelaskan fenomena tersebut. Kehadiran awan debu seperti itu akan terungkap oleh kelebihan cahaya yang datang dari bintang di spektrum inframerah-menengah. Debu akan menyerap cahaya dari bintang, dan memancarkannya kembali dalam bentuk cahaya di wilayah inframerah pertengahan spektrum.
Pengamatan bintang LSP menunjukkan tanda tangan pertengahan inframerah yang merupakan tanda debu, tetapi korelasi antara keduanya tidak berarti bahwa debu menyebabkan variasi kecerahan. Bisa jadi debu itu adalah produk sampingan dari massa yang dikeluarkan dari bintang itu sendiri, penyebab yang mendasarinya dapat dikaitkan dengan perubahan kecerahan.
Apa pun penyebab osilasi kecerahan pada raksasa merah ini, itu membuat mereka mengeluarkan massa dalam rumpun besar atau dalam bentuk cakram yang mengembang. Jelas, pengamatan lebih lanjut akan diperlukan untuk melacak alasan fenomena ini.
Hasil pengamatan yang dilakukan oleh Nicholls dan Wood telah dipublikasikan di Jurnal Astrofisika. Dua artikel yang menggambarkan temuan mereka tersedia di Arxiv, di sini dan di sini.
Sumber: ESO, makalah Arxiv
