Ketika datang untuk melihat melampaui Tata Surya kita, para astronom sering dipaksa berteori tentang apa yang tidak mereka ketahui berdasarkan apa yang mereka lakukan. Singkatnya, mereka harus bergantung pada apa yang telah kita pelajari mempelajari Matahari dan planet-planet dari Tata Surya kita sendiri untuk membuat tebakan yang terpelajar tentang bagaimana sistem bintang lainnya dan tubuh mereka masing-masing terbentuk dan berevolusi.
Sebagai contoh, para astronom telah belajar banyak dari Matahari kita tentang bagaimana konveksi memainkan peran utama dalam kehidupan bintang-bintang. Hingga saat ini, mereka belum dapat melakukan studi terperinci tentang permukaan bintang-bintang lain karena jaraknya dan faktor-faktor yang mengaburkan. Namun, dalam sejarah yang pertama, tim ilmuwan internasional baru-baru ini membuat gambar detail pertama dari permukaan bintang raksasa merah yang terletak sekitar 530 tahun cahaya.
Studi baru-baru ini muncul di jurnal ilmiahAlam dengan judul "Sel Granulasi Besar di permukaan bintang raksasa Π¹ Gruis". Penelitian ini dipimpin oleh Claudia Paladini dari Université libre de Bruxelles dan termasuk anggota dari European Southern Observatory, Université de Nice Sophia-Antipolis, Universitas Negeri Georgia, Université Grenoble Alpes, Universitas Uppsala, Universitas Wina, dan Universitas dari Exeter.
Demi penelitian mereka, tim tersebut menggunakan instrumen Precision Integrated-Optics Near-infrared Imaging ExpeRiment (PIONIER) pada Interferometer Teleskop Sangat Besar ESO (VLTI) untuk mengamati bintang yang dikenal sebagai Π¹ Gruis. Terletak 530 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Grus (The Crane), Π1 Gruis adalah raksasa merah yang keren. Meskipun memiliki massa yang sama dengan Matahari, ia berukuran 350 kali lebih besar dan beberapa ribu kali lebih terang.
Selama beberapa dekade, para astronom telah berupaya untuk mempelajari lebih lanjut tentang sifat konveksi dan evolusi bintang dengan mempelajari raksasa merah. Ini adalah apa yang menjadi bintang sekuens utama setelah mereka kehabisan bahan bakar hidrogen dan berkembang menjadi ratusan kali diameter normalnya. Sayangnya, mempelajari sifat konveksi dari sebagian besar bintang supergi merupakan tantangan karena permukaannya sering dikaburkan oleh debu.
Setelah mendapatkan data interferometrik pada Π1 Gruis pada bulan September 2014, tim kemudian mengandalkan perangkat lunak rekonstruksi gambar dan algoritma untuk menyusun gambar permukaan bintang. Ini memungkinkan tim untuk menentukan pola konveksi bintang dengan memilih "butiran" nya, bintik-bintik kasar besar di permukaan yang menunjukkan bagian atas sel konvektif.
Ini adalah pertama kalinya gambar tersebut dibuat, dan merupakan terobosan besar dalam hal pemahaman kita tentang bagaimana bintang menua dan berevolusi. Seperti Dr. Fabien Baron, asisten profesor di Universitas Negeri Georgia dan rekan penulis dalam penelitian ini, menjelaskan:
“Ini adalah pertama kalinya kami memiliki bintang raksasa yang dicitrakan dengan tingkat detail yang begitu jelas. Alasannya adalah ada batas untuk detail yang bisa kita lihat berdasarkan ukuran teleskop yang digunakan untuk pengamatan. Untuk makalah ini, kami menggunakan interferometer. Cahaya dari beberapa teleskop digabungkan untuk mengatasi batas setiap teleskop, sehingga mencapai resolusi yang setara dengan teleskop yang jauh lebih besar. "
Penelitian ini sangat signifikan karena Π1 Rebut dalam fase besar terakhir kehidupan dan menyerupai bagaimana matahari kita akan terlihat ketika berada di akhir masa hidupnya. Dengan kata lain, ketika Matahari kita kehabisan bahan bakar hidrogen dalam kira-kira lima miliar tahun, ia akan berkembang secara signifikan menjadi bintang raksasa merah. Pada titik ini, ukurannya akan cukup besar untuk mencakup Merkurius, Venus, dan mungkin bahkan Bumi.
Sebagai hasilnya, mempelajari bintang ini akan memberi para ilmuwan wawasan tentang aktivitas, karakteristik, dan penampilan Matahari kita di masa depan. Misalnya, Matahari kita memiliki sekitar dua juta sel konvektif yang biasanya berdiameter 2.000 km (1243 mi). Berdasarkan studi mereka, tim memperkirakan bahwa permukaan Π1 Gruis memiliki pola konvektif yang kompleks, dengan butiran berukuran sekitar 1,2 x 10 ^ 8 km (62.137.119 mi) secara horizontal atau 27 persen dari diameter bintang.
Ini sesuai dengan apa yang diprediksi para astronom, yaitu bintang raksasa dan supergi seharusnya hanya memiliki beberapa sel konvektif besar karena gravitasi permukaannya yang rendah. Seperti yang ditunjukkan Baron:
“Gambar-gambar ini penting karena ukuran dan jumlah butiran pada permukaan sebenarnya sangat cocok dengan model yang memprediksi apa yang harus kita lihat. Itu memberi tahu kita bahwa model bintang kita tidak jauh dari kenyataan. Kami mungkin berada di jalur yang benar untuk memahami bintang-bintang semacam ini. "
Peta terperinci juga menunjukkan perbedaan suhu permukaan, yang terlihat dari berbagai warna pada permukaan bintang. Ini juga konsisten dengan apa yang kita ketahui tentang bintang, di mana variasi suhu merupakan indikasi proses yang terjadi di dalam. Saat suhu naik dan turun, area yang lebih panas dan lebih cair menjadi lebih terang (tampak putih) sementara area yang lebih dingin dan lebih padat menjadi lebih gelap (merah).
Ke depan, Paladini dan timnya ingin membuat gambar lebih detail dari permukaan bintang-bintang raksasa. Tujuan utama dari ini adalah untuk dapat mengikuti evolusi butiran-butiran ini secara terus-menerus, daripada hanya mendapatkan snapshot dari berbagai titik waktu.
Dari penelitian ini dan penelitian serupa, kita tidak hanya akan belajar lebih banyak tentang pembentukan dan evolusi berbagai jenis bintang di Alam Semesta kita; kami juga yakin untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang apa tata surya kita.
