Ketika melihat di luar Sistem Suria kita, para astronom sering dipaksa untuk berteori tentang apa yang tidak mereka ketahui berdasarkan apa yang mereka lakukan. Ringkasnya, mereka harus bergantung pada apa yang telah kita pelajari mempelajari Matahari dan planet-planet dari Sistem Suria kita sendiri untuk membuat tekaan terdidik tentang bagaimana sistem bintang dan badan masing-masing terbentuk dan berkembang.
Sebagai contoh, ahli astronomi telah belajar banyak dari Matahari kita tentang bagaimana perolakan memainkan peranan utama dalam kehidupan bintang. Sehingga kini, mereka belum dapat melakukan kajian terperinci mengenai permukaan bintang lain kerana jarak dan faktor yang kabur. Walau bagaimanapun, dalam sejarah pertama, pasukan saintis antarabangsa baru-baru ini membuat gambar terperinci pertama permukaan bintang gergasi merah yang terletak kira-kira 530 tahun cahaya.
Kajian baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiahAlam semula jadi di bawah tajuk "Sel Granulasi Besar di permukaan bintang gergasi Π¹ Gruis". Kajian ini diketuai oleh Claudia Paladini dari Université libre de Bruxelles dan termasuk anggota dari Balai Cerap Eropah Selatan, Université de Nice Sophia-Antipolis, Georgia State University, Université Grenoble Alpes, Universiti Uppsala, University of Vienna, dan University Exeter.
Demi kajian mereka, pasukan menggunakan instrumen Precision Integrated-Optics Near-infrared Imaging ExpeRiment (PIONIER) pada Interferometer Teleskop Sangat Besar ESO (VLTI) untuk melihat bintang yang dikenali sebagai Π¹ Gruis. Terletak 530 tahun cahaya dari Bumi di buruj Grus (The Crane), Π1 Gruis adalah gergasi merah yang sejuk. Walaupun berjisim sama dengan Matahari kita, 350 kali lebih besar dan beberapa ribu kali lebih terang.
Selama beberapa dekad, ahli astronomi telah berusaha untuk mempelajari lebih lanjut mengenai sifat perolakan dan evolusi bintang dengan mengkaji gergasi merah. Inilah yang menjadi bintang urutan utama setelah mereka menghabiskan bahan bakar hidrogen mereka dan berkembang menjadi beratus-ratus kali diameter normalnya. Malangnya, mengkaji sifat perolakan bintang yang paling hebat sangat mencabar kerana permukaannya sering dikaburkan oleh debu.
Setelah memperoleh data interferometrik pada Π1 Gruis pada bulan September 2014, pasukan kemudian bergantung pada perisian dan algoritma pembinaan semula imej untuk menyusun gambar permukaan bintang. Ini memungkinkan pasukan untuk menentukan corak perolakan bintang dengan memilih "butiran" nya, bintik-bintik berbutir besar di permukaan yang menunjukkan bahagian atas sel konvektif.
Ini adalah pertama kalinya gambar seperti itu dibuat, dan merupakan kejayaan besar ketika kita memahami bagaimana bintang bertambah dan berkembang. Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Fabien Baron, penolong profesor di Georgia State University dan pengarang bersama kajian ini:
"Ini adalah pertama kalinya kita mempunyai bintang raksasa yang jelas digambarkan dengan tahap perincian itu. Sebabnya ada had untuk perincian yang dapat kita lihat berdasarkan ukuran teleskop yang digunakan untuk pemerhatian. Untuk kertas ini, kami menggunakan interferometer. Cahaya dari beberapa teleskop digabungkan untuk mengatasi had setiap teleskop, sehingga mencapai resolusi yang setara dengan teleskop yang jauh lebih besar. "
Kajian ini sangat penting kerana Π1 Gruis dalam fasa utama kehidupan terakhir dan menyerupai seperti apa Matahari kita ketika berada di akhir jangka hayatnya. Dengan kata lain, ketika Matahari kita menghabiskan bahan bakar hidrogen dalam kira-kira lima bilion tahun, ia akan berkembang dengan ketara menjadi bintang gergasi merah. Pada titik ini, ia akan cukup besar untuk merangkumi Mercury, Venus, dan mungkin juga Bumi.
Hasilnya, mengkaji bintang ini akan memberi saintis pandangan tentang aktiviti, ciri dan penampilan Matahari kita di masa depan. Sebagai contoh, Matahari kita mempunyai kira-kira dua juta sel perol yang biasanya berukuran 2.000 km (1243 mi) diameter. Berdasarkan kajian mereka, pasukan menganggarkan bahawa permukaan Π1 Gruis mempunyai corak perolakan yang kompleks, dengan butiran berukuran kira-kira 1.2 x 10 ^ 8 km (62.137.119 mi) secara mendatar atau 27 peratus diameter bintang.
Ini selaras dengan ramalan ahli astronomi, iaitu bintang gergasi dan supergiant hanya mempunyai beberapa sel perolek besar kerana graviti permukaannya rendah. Seperti yang ditunjukkan oleh Baron:
"Gambar-gambar ini penting kerana ukuran dan bilangan butiran di permukaan benar-benar sesuai dengan model yang meramalkan apa yang seharusnya kita lihat. Itu memberitahu bahawa model bintang kita tidak jauh dari kenyataan. Kami mungkin berada di landasan yang betul untuk memahami jenis bintang ini. "
Peta terperinci juga menunjukkan perbezaan suhu permukaan, yang jelas dari warna yang berbeza di permukaan bintang. Ini juga selaras dengan apa yang kita ketahui mengenai bintang, di mana variasi suhu menunjukkan proses yang berlaku di dalamnya. Apabila suhu meningkat dan turun, kawasan yang lebih panas dan lebih cair menjadi lebih cerah (kelihatan putih) sementara kawasan yang lebih sejuk dan lebih padat menjadi lebih gelap (merah).
Ke depan, Paladini dan pasukannya ingin membuat gambar yang lebih terperinci mengenai permukaan bintang gergasi. Tujuan utama ini adalah untuk dapat mengikuti evolusi butiran ini secara berterusan, dan bukan sekadar mendapatkan gambaran dari titik yang berlainan dalam masa.
Dari kajian-kajian ini dan yang serupa, kita bukan sahaja cenderung untuk mempelajari lebih lanjut mengenai pembentukan dan evolusi pelbagai jenis bintang di Alam Semesta kita; kami juga pasti mendapat pemahaman yang lebih baik tentang apa yang dimaksudkan dengan Sistem Suria kita.
