Ένας ταχύτατα περιστρεφόμενος πυρήνας μέσα σε παλιό άστρο

Επιστήμονες έκαναν μια νέα ανακάλυψη σχετικά με το πώς οι πυρήνες των κόκκινων γιγάντων περιστρέφονται, δίνοντας έτσι μια εικόνα με τι θα μοιάζει ο ήλιος μας σε πέντε δισεκατομμύρια χρόνια.

Σύγκριση της διαμέτρου και του ρυθμού περιστροφής του υπεργίγαντα με τον ήλιο

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Paul Beck από το Πανεπιστήμιο Leuven στο Βέλγιο έχει καταφέρει να κοιτάξει βαθιά μέσα σε κάποια παλιά αστέρια και ανακάλυψε ότι οι πυρήνες τους περιστρέφονται τουλάχιστον δέκα φορές πιο γρήγορα από όσο οι επιφάνειές τους. Το αποτέλεσμα εμφανίστηκαν στο περιοδικό Nature.

Είναι γνωστό εδώ και πολύ καιρό ότι οι επιφάνειες από αυτά τα αστέρια στρέφονται αργά, κάνοντας έναν ολόκληρο χρόνο για να ολοκληρώσει μια περιστροφή. Η ομάδα του Paul Beck ανακάλυψε ότι οι πυρήνες στο κέντρο αυτών των άστρων στρέφονται πολύ πιο γρήγορα, περίπου μια περιστροφή ανά μήνα. Η ανακάλυψη αυτή έγινε δυνατή λόγω της εξαιρετικά υψηλής ακρίβειας των δεδομένων από το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler της NASA.

 
Αυτό το βίντεο δείχνει την περιστροφή του πυρήνα μέσα σε ένα κόκκινο γίγαντα. Τέτοια αστέρια έχουν 5-πλάσιες ακτίνες από αυτήν του Ήλιου. Αρχικά παρουσιάζονται τα εξωτερικά στρώματα, τα οποία περιστρέφονται πολύ αργά,. Όταν κρύβονται αυτά τα στρώματα, γίνεται ορατός ο καυτός πυρήνας του άστρου, ο οποίος περιστρέφεται 10 φορές ταχύτερα από την επιφάνεια του. Δηλαδή ενώ η επιφάνεια αυτού του κόκκινου γίγαντα χρειάζεται περίπου ένα έτος για να ολοκληρώσει μια πλήρη περιστροφή, ο πυρήνας θέλει μόνο λίγες εβδομάδες για να περιστραφεί. Για καλύτερο οπτικό αποτέλεσμα, ο ρυθμός περιστροφής είναι τεχνητά αυξημένος. Στο animation, 60 δευτερόλεπτα αντιστοιχούν σε έναν ολόκληρο χρόνο

Ο Beck και οι συνεργάτες του ανέλυσαν τα κύματα που ταξιδεύουν μέσα από τα άστρα, τα οποία εμφανίζονται στην επιφάνεια, όπως είναι οι ρυθμικές διακυμάνσεις στη φωτεινότητα των άστρων. Η μελέτη αυτών των κυμάτων ονομάζεται αστροσεισμολογία, και είναι σε θέση να αποκαλύψουν τις συνθήκες βαθιά μέσα σε ένα αστέρι, που ειδάλλως θα παρέμεναν κρυμμένες. Από τη λεπτομερή σύγκριση του βάθους στο οποίο τα κύματα ταξιδεύουν μέσα στο αστέρι, η ομάδα βρήκε στοιχεία για το ρυθμό περιστροφής και την δραματική αύξηση της πηγαίνοντας προς τον αστρικό πυρήνα.

"Η καρδιά ενός άστρου είναι που καθορίζει την εξέλιξή του", λέει ο Beck, "και αν καταλάβουμε πώς περιστρέφεται βαθιά μέσα ένα αστέρι, θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε πώς τα αστέρια, όπως ο Ήλιος μας, θα είναι όταν γεράσουν."

Τα αστέρια που μελετήθηκαν λέγονται κόκκινοι γίγαντες. Ο Ήλιος μας ως γνωστόν θα μετατραπεί σε ερυθρό γίγαντα σε, περίπου, 5 δισεκατομμύρια χρόνια. Τα εξωτερικά στρώματα τους έχουν επεκταθεί (φουσκώσει) πάνω από 5 φορές το αρχικό μέγεθος τους, και επειδή έχουν ψυχθεί σημαντικά γι αυτό και φαίνονται κόκκινα. Εν τω μεταξύ, οι πυρήνες τους συμπεριφέρθηκαν αντίθετα, και έχουν συμπιεστεί προς ένα εξαιρετικά καυτό και πυκνό περιβάλλον. Τα δε περιστρεφόμενα εξωτερικά στρώματα του γίγαντα έχουν επιβραδυνθεί, ενώ ο συρρικνωμένος πυρήνας του έχει αυξήσει τον ρυθμό περιστροφής του.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler, είναι μία από τις πιο επιτυχημένες διαστημικές αποστολές της NASA. Σχεδιασμένο για να αναζητήσει πλανήτες του μεγέθους της Γης στην κατοικήσιμη ζώνη των μακρινών άστρων, έχει εντοπίσει πολλούς τέτοιους εξωπλανήτες και έχει επιβεβαιώσει πολλούς ‘εύκρατους’ πλανήτες εκτός του ηλιακού μας συστήματος. Ο Kepler είναι ικανός να ανιχνεύει απειροελάχιστες μεταβολές στη φωτεινότητα ενός άστρου, μερικά μόνο μέρη στο εκατομμύριο, και οι μετρήσεις του επομένως είναι ιδανικές για τον εντοπισμό των μικροσκοπικών κυμάτων που αναφέρθηκε παραπάνω. Η επίδραση της περιστροφής σε αυτά τα κύματα είναι τόσο μικρή, που η ανακάλυψή του απαίτησε δύο χρόνια σχεδόν συνεχούς συλλογής δεδομένων από τον δορυφόρο Κέπλερ.