Зірки стають досить неохайними до кінця свого життя. З кожним пульсацією вмираюча зірка вириває глобус газу в космос, який врешті-решт перетворюється на нове покоління зірок і планет. Але облік всього втраченого матеріалу важкий. Як і намагатися побачити шматок диму поруч із прожектором стадіону, спостерігати за цими похмурими аркушами зоряного матеріалу, що кружляють над поверхнею зірки, є значно складним завданням. Однак, використовуючи інноваційну техніку для зображення зіркового світла, що розсіюється з міжзоряних зерен, астрономам, нарешті, вдалося побачити брижі пилу, що стікають із вмираючих зірок!
Зірки - W Hydra, R Doradus і R Leonis - всі червоні гіганти з великою мінливістю, зірки, які вже не зливають водень у своїх ядрах, але перейшли до формування більш важких елементів. Кожна з них повністю огорнута дуже тонкою пиловою оболонкою, яка, швидше за все, складається з таких мінералів, як форстерит та антастатит. Ці зерна можуть утворюватися лише після того, як сирі інгредієнти пролетять деяку відстань від зірки. На відстанях, приблизно рівних розміру самої зірки, газ досить охолонув, щоб атоми почали злипатися і утворювати більш складні сполуки. Такі мінерали перейдуть до астероїдів насіння та, можливо, скелястих планет, як Земля, у постійному циклі загибелі та відродження, граючи в Галактиці.
Документ, що описує це відкриття, прийнятий до журналу Природа, можна знайти тут.
Астрономи, які нещодавно повідомили про це відкриття, застосували восьмиметровий дуже великий телескоп в чилійській пустелі Атакама - і набір розумних інструментів - для того, щоб дражнити тонкі відбиття від цих пилових оболонок. Хитрість бачити світло, що відбивається від міжзоряних частинок пилу, полягає у використанні одного з хвильових властивостей світла. Уявіть, у вас була довжина мотузки: один кінець у вас в руці, другий прив’язаний до стіни. Ви починаєте махати своїм кінцем і хвилями рухатися по шнуру. Якщо ви рухаєте рукою вгору і вниз, хвилі перпендикулярні до підлоги; якщо ви рухаєте рукою з боку в бік, вони паралельно їй. Орієнтація цих хвиль відома як їх "поляризація". Якщо ви змішували речі, постійно змінюючи напрямок, коли коливалась ваша рука, орієнтація хвиль була б аналогічно плутаною. Мотузка відскакує в усі сторони. При відсутності кращого напрямку руху, мотузкові хвилі, як кажуть, «неполяризовані».
Світлові хвилі, що випромінюються з поверхні зірки, так само схожі на ваш хаотичний мотузок. Коливання в електричному та магнітному полях, що утворюють розповсюджувану світлову хвилю, не мають переважного напрямку руху - вони неполяризовані. Однак, коли світло відскакує від пилового зерна, вся ця плутанина відпадає. Зараз хвилі коливаються приблизно в тому ж напрямку, так, як ніби ви вирішили лише відскакувати мотузкою вгору-вниз. Астрономи називають це світло «поляризованим».
Поляризаційний фільтр дозволяє пропускати лише світло з певною орієнтацією. Тримайте його в один бік, і тільки «вертикально поляризоване» світло - світло, де електричне поле коливається вгору і вниз - пройде. Поверніть фільтр на дев'яносто градусів, і ви будете передавати лише «горизонтально поляризоване» світло. Якщо у вас поляризовані сонцезахисні окуляри, ви можете спробувати це самостійно, обертаючи окуляри і спостерігаючи, як сцена через лінзи стає яскравішою і темнішою. Це також приємна демонстрація того, як наша атмосфера поляризує надходить сонячне світло.
Оболонка пилу навколо зірки поляризує світло, яке від неї відбивається. Так само, як небо стає яскравішим і тьмянішим, коли ви повертаєте сонцезахисні окуляри, дивлячись на таку зірку через різно орієнтовані поляризуючі фільтри виявлять ореол поляризованого світла, що оточує її. Різні орієнтації дозволять виявити різні сегменти ореолу. Поєднуючи поляриметричні спостереження з інтерферометрією - збиттям світлових хвиль із широко відокремлених плям на дзеркалі телескопа для створення зображень із дуже високою роздільною здатністю - навколо цих трьох зірок виявляється тонке кільце розсіяного світла.
Ці нові спостереження є віхою в нашому розумінні не лише кінцевої гри зірки, а й виробництва міжзоряного пилу, що випливає. Як і димові заводи великих заводів, червоні зірки-гіганти виганяють сажу мінералів у космос, перенесені вгору зоряними вітрами. При ретельному спостереженні такі результати можуть допомогти зв'язати смерть одного покоління зірок із народженням іншого. Розгадування таємниць зерноутворення в космосі робить нас на крок ближче до того, щоб зібрати разом багато кроків, які ведуть від зоряної смерті до створення скелястих планет, як нашої власної.
