天文学者のチームは最近、3つのリンクされた望遠鏡のアリゾナ州の赤外線光学望遠鏡アレイ（IOTA）を使用して、太陽が真っ赤な巨大星になるまで40億年先を見据えました。彼らはいくつかの赤い巨星-私たちの太陽の最終的な運命-を観察し、それらの表面がまだらで変化していることを発見し、巨大な黒点で覆われていました。
天文学者が2つの望遠鏡を干渉計としてリンクして遠くの星の詳細を明らかにするにつれて、ケック天文台の天文学者は3つ以上の望遠鏡をリンクする力を示しています。
天文学者のサムラグランドは、3つのリンクされた望遠鏡のアリゾナの赤外線光学望遠鏡アレイ（IOTA）を使用して、太陽の最終的な運命を表す古い赤い巨星の前例のない詳細を取得しました。
驚いたことに、調査した赤い巨人の3分の1近くが顔全体に均一に明るいわけではなく、斑点があり、太陽の黒点に似た大きな斑点や雲、脈動するエンベロープによって生成される衝撃波、または惑星さえ示している可能性があります。
「典型的な信念は、星は対称的なガス球でなければならないということです」と干渉計の専門家であるラグランドは言った。 「しかし、これらの赤い巨人の30％は非対称を示しました。これは、太陽のような星が惑星状星雲に進化しているとき、恒星進化の最終段階に影響を与えます。」
ラグランドと彼の同僚によって得られた結果はまた、以前よりも高解像度の画像を近赤外線で取得するために、赤外線望遠鏡のトリオ、またはクインテットまたはセクステットさえもリンクする可能性を証明しています。
「2つ以上の望遠鏡を使用すると、2つの望遠鏡で行うことができるものとはまったく異なる種類の科学を探索できます」と彼は言った。
「2つの望遠鏡から3つの望遠鏡に移行することは大きな一歩です」と研究の共著者であり、アイオワ州立大学エイムズ校の物理学と天文学の教授である理論家のリーアンウィルソンは付け加えました。 「3つの望遠鏡を使用すると、星の大きさだけでなく、対称か非対称かを確認できます。さらに多くの望遠鏡があれば、それを写真に変えることができます。」
Ragland、Willson、およびNASAを含む米国とフランスの機関の同僚は、最近のThe Astrophysical Journalに受理された論文で彼らの観察と結論を報告しました。
皮肉なことに、IOTA望遠鏡アレイは、Mt。スミソニアン天体物理天文台、ハーバード大学、マサチューセッツ大学、ワイオミング大学、マサチューセッツ工科大学リンカーン研究所のホプキンス氏は、費用を節約するために7月1日に閉鎖されました。最初の2望遠鏡干渉計は1993年にオンラインになり、2000年に3番目の45センチメートル望遠鏡が追加されて、最初の光学干渉計と赤外線干渉計のトリオが作成されました。
IOTAのディレクターであるウェスリーA.トラウブ氏は、以前はハーバードスミスソニアンセンター（CfA）で、現在はジェット推進研究所におり、アレイを使用して複数望遠鏡干渉計の限界をテストする機会を提供しました。太陽の究極の運命について学びます。
干渉計は、2つ以上の望遠鏡からの光を組み合わせて詳細を確認し、望遠鏡間の距離と同じくらい大きい望遠鏡の解像度をシミュレートします。電波天文学者は、はるかに大きな望遠鏡をシミュレートするために何年もの間アレイを使用してきましたが、それらには比較的長い波長（メートルまたはセンチメートル）の利点があります。波長が電波の100万分の1に近いため、波長1.65ミクロン、つまりラグランドのように約100分の1ミリメータの波長で、近赤外線で干渉測定を行うのは非常に困難です。
「短波長では、機器の安定性が大きな制約になります」とラグランド氏は述べています。 「振動でも測定を完全に破壊します。」
天文学者はまた、3つのIOTA望遠鏡からの光を組み合わせる新技術を採用しました。フランスで開発された、統合光学ビーム結合器（IONIC）と呼ばれる、1/2インチ幅のソリッドステートチップです。これは、複数の望遠鏡からの光を共通の検出器に向ける多くのミラーで構成される典型的な干渉計とは対照的です。
ラグランドの主な焦点は、低質量から中質量の星であり、寿命の終わりに近づくにつれて、太陽の質量の4分の3から3倍の質量にまで及びます。これらは、数十億年前、水素燃焼の寿命中に蓄積したヘリウムを燃焼し始めたときに、赤い巨人に膨らんだ星です。しかし最後には、これらの星は、水素がヘリウムに変換され、次にヘリウムが炭素と酸素に変換されるシェルによって囲まれた、炭素と酸素の高密度コアで構成されます。これらのほとんどの星では、水素とヘリウムが燃料として交互に使用され、燃料の変化に応じて星の明るさが10万年にわたって変化します。多くの場合、星は最後の200,000年をミラ変数として使用します。これは、光が80〜1000日の期間にわたって規則的に明るさが変化する星のタイプです。彼らはミラとして知られているセタスの星座の原型星にちなんで名付けられました。
「私がこれに興味を持っている理由の1つは、私たちの太陽が、40億年後のある時点でこの道をたどるだろうということです」とラグランドは言いました。
この時期に、これらの星は「超風」で外層を吹き飛ばし始め、最終的には膨張する惑星状星雲の中心に白い矮星を残します。ウィルソンは、主に強い恒星風によって、これらの最終段階の星が質量を失うメカニズムをモデル化します。
ウィルソン氏によると、これらの衰退期には、外側の層が放出弁のように外側に曲がり、星は数ヶ月から数年の単位で脈動します。これらのいわゆる漸近巨大枝星の多くはミラ変数であり、分子が形成されると規則的に変化し、恒星部分の周りに半透明またはほぼ不透明な繭を作ります。これらの星のいくつかは非円形であることが示されているが、斑点の明るさなどの非対称の特徴は、2望遠鏡の干渉計では検出することが不可能であるとラグランド氏は述べた。
ラグランドと彼の同僚は、私たちの天の川銀河でIOTAを使用して、地球から約1,300光年以内に、合計35のミラ変数、18の準正規変数、および3つの不規則変数を観測しました。 Mira変数の12は、非対称の明るさを持っていることが判明しましたが、セミレギュラーの3つと不規則の1つだけがこの斑点を示しました。
この斑点のある明るさの原因は不明であるとラグランドは述べた。ウィルソンによるモデリングは、私たち自身のシステムにおける木星の軌道と同様の軌道にある惑星などの伴侶が、非対称として現れる恒星風に伴流を生成する可能性があることを示しました。星風が十分強い場合、地球に近い惑星でも検出可能な伴流を生成する可能性がありますが、膨張したエンベロープに近すぎる惑星はすぐに内側に引きずり込まれ、星によって蒸発します。
あるいは、星から放出された大量の物質が凝縮して雲になり、星の一部からの光の一部またはすべてを遮ることがあります。
原因が何であれ、ウィルソン氏は次のように述べています。新世代の3次元モデルを開発する必要があるかもしれません。」
「このタイプのレイトタイプスターの中でこれまでで最大のこの研究は、レイトタイプスター、特にミラ変数とカーボンスターがホットスポットとコールドスポットの影響を示す度合いを初めて実証したものです」と共著者は述べた。 NASAゴダード宇宙飛行センターのウィリアムダンチ。 「これは、赤外線干渉計を使用して赤い巨人の周りの惑星を検索するときに、観測を解釈する方法に影響を与えます。」
Raglandの共著者はTraubです。フランスのグルノーブル研究所（LAOG）のジャンピエールバーガー、P。カーン、F。マルベ。だんち;ミシガン大学アナーバー校のJ. D.モニエとE.ペドレッティ。ウィルソン; CfAのN. P.カールトン、M。G.ラカス、M。パールマン。カリフォルニア工科大学のR.ミラン=ガベット;マサチューセッツ大学アマースト校のF.シュルアーブ、M。ブリューア、K。ペラウト、K。スーカー、およびG.ウォレス。 W.ヴァージニア国立電波天文台の綿。カリフォルニア大学バークレー校のチャールズH.タウンズ。フランス、カンヌのアルカテル宇宙産業のP.アグナウアー。フランスの原子力委員会（CEA）の一部であるグルノーブルの電子工学研究所（LETI）のP. Labeye。 IONICチップはLAOG、Institut deMicroélectronique、Électromagnétisme et Photonique（IMEP）およびLETIが共同で開発しました。
この作業は、NASAがマイケルソン博士研究員を介して、および全米科学財団から支援を受けました。
W. M.ケック天文台は、カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学、およびNASAの間の科学的パートナーシップとして運営されています。展望台はW.ケック財団の寛大な財政的支援によって可能になりました。
元のソース：ケックニュースリリース
