Een team van astronomen onder leiding van Chalmers heeft voor het eerst details waargenomen op het oppervlak van een ouder wordende ster met dezelfde massa als de zon. ALMA's beelden laten zien dat de ster een reus is, zijn diameter tweemaal zo groot als de baan van de aarde rond de zon; ze melden dat de atmosfeer van de ster wordt beïnvloed door krachtige, onverwachte schokgolven. Het onderzoek is gepubliceerd in Natuurastronomie .

Het team, onder leiding van Wouter Vlemmings van Chalmers University of Technology, gebruikte de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) om de scherpste waarnemingen tot nu toe te doen van een ster met dezelfde oorspronkelijke massa als de zon. De nieuwe afbeeldingen tonen voor het eerst details op het oppervlak van de rode reus W Hydrae, 320 lichtjaar ver in het sterrenbeeld Hydra.

W Hydrae is een voorbeeld van een AGB-ster (asymptotic giant branch). Zulke oude sterren zijn cool, Helder, en massa verliezen via stellaire winden. De naam is afgeleid van hun positie op het beroemde Hertzsprung-Russell-diagram, die sterren classificeert op basis van hun helderheid en temperatuur.

"Voor ons, het is belangrijk om niet alleen te bestuderen hoe rode reuzen eruit zien, maar hoe ze veranderen en hoe ze de melkweg zaaien met de elementen die de ingrediënten van het leven zijn. Door gebruik te maken van de antennes van ALMA in hun configuratie met de hoogste resolutie, we kunnen nu de meest gedetailleerde observaties ooit maken van deze coole en opwindende sterren, ’, zegt Wouter Vlemmings.

Sterren zoals de zon evolueren over tijdschalen van vele miljarden jaren. Als ze de ouderdom bereiken, ze worden groter, koeler en meer geneigd om massa te verliezen in de vorm van stellaire winden. Sterren produceren belangrijke elementen zoals koolstof en stikstof. Wanneer ze het rode reuzenstadium bereiken, deze elementen komen vrij in de ruimte, klaar voor gebruik in volgende generaties nieuwe sterren.

ALMA:s beelden geven het duidelijkste beeld tot nu toe van het oppervlak van een rode reus met een massa die lijkt op de zon. Eerdere scherpe beelden toonden details op veel massievere, rode superreuzen als Betelgeuze en Antares. De waarnemingen hebben ook de wetenschappers verrast. De aanwezigheid van een onverwacht compacte en heldere plek bewijst dat de ster verrassend heet gas heeft in een laag boven het oppervlak van de ster, een chromosfeer.

"Onze metingen van de heldere plek suggereren dat er krachtige schokgolven in de atmosfeer van de ster zijn die hogere temperaturen bereiken dan wordt voorspeld door de huidige theoretische modellen voor AGB-sterren, " zegt Theo Khouri, astronoom bij Chalmers en lid van het team.

Een alternatieve mogelijkheid is minstens zo verrassend:dat de ster een gigantische uitbarsting onderging toen de waarnemingen werden gedaan. De wetenschappers doen nu nieuwe waarnemingen, zowel met ALMA als met andere instrumenten, om de verrassende sfeer van W Hydrae beter te begrijpen. Dergelijke waarnemingen, met behulp van ALMA's configuratie met de hoogste resolutie, zijn uitdagend, maar ook belonend legt teamlid Elvire De Beck uit, ook astronoom bij Chalmers. "Het is nederig om naar ons beeld van W Hydrae te kijken en de grootte ervan te zien in vergelijking met de baan van de aarde. We zijn geboren uit materiaal dat in sterren als deze is gemaakt, dus voor ons is het opwindend om de uitdaging te hebben om iets te begrijpen dat ons zowel over onze oorsprong als onze toekomst vertelt, " ze zegt.

De resultaten werden gepresenteerd in het artikel "The shock-heated atmosfeer van een asymptotische reuzentakster opgelost door ALMA, " online gepubliceerd in Natuurastronomie .