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科学星|而且有巨大气泡，天文学家首次发现太阳系外恒星表面细节

天文学家使用ESO的甚大望远镜直接观察到太阳系外恒星表面的颗粒化模式--老化的红巨星π1Gruis 。
科学星|而且有巨大气泡，天文学家首次发现太阳系外恒星表面细节
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【科学星|而且有巨大气泡，天文学家首次发现太阳系外恒星表面细节】这张来自Pionier仪器的新照片显示了这颗巨大恒星表面的对流细胞 ， 它的直径是太阳直径的350倍 ， 每个细胞覆盖了恒星直径的四分之一以上 ， 直径约一亿二千万公里 。 这些新的研究结果将于本周发表在“自然”杂志上 。
π1Gruis位于距地球530光年的Grus(鹤)星座 ， 是一个凉爽的红巨星 。 它的质量和我们的太阳差不多 ， 但是它比我们的太阳大350倍 ， 亮度是太阳的几千倍 。 大约五十亿年后 ， 我们的太阳将膨胀成为一颗类似的红巨星 。
由克劳迪娅·帕拉迪尼(ESO)领导的一个国际天文学家团队使用ESO超大型望远镜上的Pionier仪器对π1Gruis进行了比以往任何时候都更详细的观测 。 他们发现 ， 这个红巨星的表面只有几个对流细胞 ， 或者说颗粒 ， 每一个直径约一亿二千万公里--大约是恒星直径的四分之一 。 这些颗粒中只有一个会从太阳延伸到金星以外 。 许多巨大恒星的表面 ， 称为光球 ， 被尘埃遮蔽 ， 这阻碍了观测 。 然而 ， 在π1Gruis的情况下 ， 虽然尘埃离恒星很远 ， 但它对新的红外观测没有显著的影响 。
很久以前 ， 当π1Gruis耗尽氢燃料时 ， 这颗古老的恒星停止了其核聚变的第一阶段 。 当能量耗尽时 ， 它就会收缩 ， 导致它的温度达到一亿度以上 。 这些极端的温度推动了恒星的下一个阶段 ， 因为它开始将氦融合成更重的原子 ， 如碳和氧 。 这颗极热的核心随后将恒星的外层驱逐出去 ， 使其膨胀到原来大小的数百倍 。 我们今天看到的恒星是一个可变的红巨星 。 到目前为止 ， 这些恒星从未被详细地成像过 。
这张彩色的图片显示了明亮的一对恒星π1Gruis(中右 ， 非常红色)和π2Gruis(中左 ， 蓝白色)周围的天空 。 就在中心位置 ， 明亮的螺旋星系IC5201也是可见的 ， 许多其他较暗的星系散布在这张广域图像上 。
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相比之下 ， 太阳的光球包含大约二百万个对流细胞 ， 典型的直径只有1500公里 。 这两颗恒星对流细胞的巨大尺寸差异 ， 部分可以通过它们不同的表面重力来解释 。 π1Gruis的质量只有太阳的1.5倍 ， 但要大得多 ， 这就导致了表面重力的降低 ， 并且只有几个非常大的颗粒 。
当恒星质量超过8个太阳质量时 ， 它们的生命就会在剧烈的超新星爆炸中结束 ， 而像这样质量较小的恒星则会逐渐排出外层 ， 从而形成美丽的行星状星云 。 以前对π1gruis的研究发现了距中心恒星0.9光年的物质壳 ， 据认为是在大约20000年前被喷出的 。 这相对较短的一颗恒星的生命周期仅持续了数万年 ， 而总体寿命为几十亿岁 ， 这些观测结果揭示了一种探索这一瞬息万变的红巨星相位的新方法 。


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