Un team internazionale di astronomi ha prodotto le prime immagini dettagliate della superficie di una stella gigante al di fuori del nostro sistema solare, rivelando un quasi circolare, atmosfera priva di polvere con aree complesse di materiale in movimento, note come celle di convezione o granuli, secondo un recente studio.

La stella gigante, chiamato π1Gruis, è una delle stelle della costellazione Grus (latino per la gru, un tipo di uccello), che si può osservare nell'emisfero australe. Una stella evoluta nell'ultima grande fase della vita, π1Gruis è 350 volte più grande del Sole e assomiglia a ciò che diventerà il nostro Sole alla fine della sua vita tra cinque miliardi di anni. Lo studio di questa stella offre agli scienziati informazioni sull'attività futura, caratteristiche e aspetto del Sole.

Convezione, il trasferimento di calore dovuto al movimento di massa delle molecole all'interno di gas e liquidi, svolge un ruolo importante nei processi astrofisici, come il trasporto di energia, pulsazioni e venti. Il Sole ha circa due milioni di celle convettive che sono tipicamente 2, 000 chilometri di diametro, ma i teorici credono che le stelle giganti e supergiganti dovrebbero avere solo poche grandi celle convettive a causa della loro bassa gravità superficiale. Determinazione delle proprietà di convezione delle stelle più evolute e supergiganti, come la dimensione dei granuli, è stato impegnativo perché le loro superfici sono spesso oscurate dalla polvere.

In questo studio, i ricercatori hanno scoperto che la superficie della stella gigante π1Gruis aveva un complesso schema convettivo e il tipico granulo misurava 1,2 x 10^11 metri in orizzontale o il 27 percento del diametro della stella. I risultati sono pubblicati sulla rivista Natura .

"Questa è la prima volta che abbiamo una stella così gigante che è rappresentata senza ambiguità con quel livello di dettagli, " ha detto il dottor Fabien Baron, professore assistente presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia della Georgia State University. "Il motivo è che c'è un limite ai dettagli che possiamo vedere in base alle dimensioni del telescopio utilizzato per le osservazioni. Per questo articolo, abbiamo usato un interferometro. La luce di più telescopi viene combinata per superare il limite di ogni telescopio, ottenendo così una risoluzione equivalente a quella di un telescopio molto più grande."

La stella π1Gruis è stata osservata con lo strumento PIONIER, che ha quattro telescopi combinati, in Cile nel settembre 2014. Barone, specializzato nella realizzazione di immagini, dati interferometrici utilizzati, software di ricostruzione di immagini e algoritmi per comporre immagini della superficie della stella. L'interferometria è relativamente nuova per l'astronomia, e il Centro per l'astronomia ad alta risoluzione angolare dello stato della Georgia è stata la prima struttura a utilizzare l'interferometria per l'immagine di una stella simile al Sole nel 2007.

Questo studio è stato anche il primo a confermare le teorie sulle caratteristiche dei granuli sulle stelle giganti.

"Queste immagini sono importanti perché le dimensioni e il numero di granuli sulla superficie si adattano molto bene ai modelli che prevedono ciò che dovremmo vedere, " Baron ha detto. "Questo ci dice che i nostri modelli di stelle non sono lontani dalla realtà. Probabilmente siamo sulla strada giusta per capire questo tipo di stelle".

Le immagini dettagliate mostravano anche diversi colori sulla superficie della stella, che corrispondono a temperature variabili. Una stella non ha la stessa temperatura superficiale in tutto, e la sua superficie fornisce i nostri unici indizi per comprenderne l'interno. Quando le temperature salgono e scendono, il più caldo, le aree più fluide diventano colori più brillanti (come il bianco) e quelle più fredde, le aree più dense diventano colori più scuri (come il rosso).

Nel futuro, i ricercatori vorrebbero realizzare immagini ancora più dettagliate della superficie delle stelle giganti e seguire continuamente l'evoluzione di questi granuli, invece di ottenere solo immagini istantanee.