Ett internationellt team av astronomer har tagit fram de första detaljerade bilderna av ytan av en jättestjärna utanför vårt solsystem, avslöjar en nästan cirkulär, dammfri atmosfär med komplexa områden av rörligt material, kända som konvektionsceller eller granulat, enligt en färsk studie.

Den jättelika stjärnan, heter π1Gruis, är en av stjärnorna i stjärnbilden Grus (latin för tranan, en typ av fågel), som kan observeras på södra halvklotet. En utvecklad stjärna i livets sista stora fas, π1Gruis är 350 gånger större än solen och liknar vad vår sol kommer att bli vid slutet av sin livstid om fem miljarder år. Att studera denna stjärna ger forskare insikt om den framtida aktiviteten, solens egenskaper och utseende.

Konvektion, överföring av värme på grund av bulkrörelsen av molekyler i gaser och vätskor, spelar en stor roll i astrofysiska processer, som energitransporter, pulsering och vindar. Solen har cirka två miljoner konvektiva celler som vanligtvis är 2, 000 kilometer tvärs över, men teoretiker tror att jätte- och superjättar bara bör ha ett fåtal stora konvektiva celler på grund av deras låga yttyngdkraft. Att bestämma konvektionsegenskaperna för de flesta utvecklade och superjättestjärnor, till exempel storleken på granulat, har varit utmanande eftersom deras ytor ofta skyms av damm.

I den här studien, forskarna upptäckte att ytan på jättestjärnan π1Gruis hade ett komplext konvektivt mönster och den typiska granulen mätte 1,2 x 10^11 meter horisontellt eller 27 procent av stjärnans diameter. Resultaten publiceras i tidskriften Natur .

"Det här är första gången som vi har en så gigantisk stjärna som otvetydigt avbildas med den nivån av detaljer, " sa Dr Fabien Baron, biträdande professor vid institutionen för fysik och astronomi vid Georgia State University. "Anledningen är att det finns en gräns för detaljerna vi kan se baserat på storleken på teleskopet som används för observationerna. För detta dokument, vi använde en interferometer. Ljuset från flera teleskop kombineras för att övervinna gränsen för varje teleskop, på så sätt uppnå en upplösning som motsvarar den för ett mycket större teleskop."

Stjärnan π1Gruis observerades med PIONIER-instrumentet, som har fyra kombinerade teleskop, i Chile i september 2014. Baron, som är specialiserad på att göra bilder, använd interferometrisk data, bildrekonstruktionsprogramvara och algoritmer för att komponera bilder av stjärnans yta. Interferometri är relativt nytt för astronomi, och Georgia State's Center for High Angular Resolution Astronomy array var den första anläggningen som använde interferometri för att avbilda en stjärna som liknar solen 2007.

Denna studie var också den första som bekräftade teorier om egenskaperna hos granulat på jättestjärnor.

"Dessa bilder är viktiga eftersom storleken och antalet granuler på ytan faktiskt passar väldigt bra med modeller som förutsäger vad vi borde se, " Sa Baron. "Det säger oss att våra modeller av stjärnor inte är långt från verkligheten. Vi är förmodligen på rätt väg för att förstå den här typen av stjärnor."

De detaljerade bilderna visade också olika färger på stjärnans yta, som motsvarar varierande temperaturer. En stjärna har inte samma yttemperatur genomgående, och dess yta ger våra enda ledtrådar för att förstå dess inre delar. När temperaturen stiger och faller, desto varmare, mer flytande områden blir ljusare färger (som vitt) och desto svalare, tätare områden blir mörkare färger (som rött).

I framtiden, forskarna skulle vilja göra ännu mer detaljerade bilder av ytan på jättestjärnor och följa utvecklingen av dessa granuler kontinuerligt, istället för att bara få ögonblicksbilder.