Астрономы впервые разглядели ячейки грануляции вне Солнечной системы

В недрах звезд идет термоядерная реакция превращения водорода в гелий, в ходе которой выделяется огромное количество энергии. В слое вещества над слоем, в котором идет реакция, перенос этой энергии осуществляется за счет лучистого переноса, а ближе к поверхности – за счет активного перемешивания вещества (конвекции). Горячая плазма поднимается к поверхности звезды по центру колонны конвекции, отдает энергию в окружающее пространство и, остывая, опускается вниз по бокам колонны. Верхние части колонн конвекции образуют на поверхности ячеистый узор; их абрисы, видимые с Земли, называются гранулами.

До сих пор гранулы наблюдались только на Солнце. В конце декабря в журнале Nature была опубликована статья с описанием первых замеченных с Земли гранул на поверхности далекой звезды – красного гиганта π1 Журавля в 530 световых годах от Земли. Различить структуру грануляции звезды удалось с помощью приемника PIONIER Очень Большого Телескопа ESO.

π1 Журавля – переменный красный гигант, который в 350 раз больше и в несколько тысяч раз ярче Солнца (при этом его масса не слишком отличается от солнечной). Красным гигантом однажды станет и Солнце, когда запасы водорода в его недрах исчерпаются, и в гелиевом ядре начнется синтез тяжелых атомов.  Наблюдать ячеистые структуры на его поверхности удалось благодаря тому, что фотосфера π1 Журавля, в отличие от большинства звезд, закрыта пылевым облаком очень малой плотности, которое не препятствует наблюдениям.

Каждая из ячеек грануляции имеет 120 миллионов километров в длину – это больше расстояния от Солнца до Венеры. Диаметр конвективных ячеек на Солнце составляет около 1500 километров.  Разницу в размерах астрономы объясняют различиями в поверхностной гравитации звезд; за счет соотношения массы и размеров сила притяжения на поверхности π1 Gruis гораздо меньше гравитации на поверхности Солнца. Поэтому на ее поверхности образовались не десятки тысяч, как на Солнце, а всего несколько колонн конвекции.

Масса π1 Журавля слишком мала для того, чтобы звезда закончила жизнь гравитационным коллапсом сверхновой; в ближайшие десятки тысяч лет она будет медленно сбрасывать внешние оболочки, вещество которых остынет и образует планетарные туманности. Одну такую оболочку удалось увидеть: облако газа и пыли медленно остывает в 0,9 световых лет от звезды; расчеты показали, что оболочка была сброшена 20 тысяч лет назад.