Các ngôi sao trở nên khá cẩu thả cho đến cuối đời. Với mỗi nhịp đập, ngôi sao sắp chết thổi ra những khối khí vào không gian mà cuối cùng được tái chế thành một thế hệ sao và hành tinh mới. Nhưng kế toán cho tất cả những gì mất vật liệu là khó khăn. Giống như cố gắng nhìn thấy một làn khói bên cạnh ánh đèn sân vận động, việc quan sát những tấm vật liệu sao cứng này xoáy ngay trên bề mặt của ngôi sao là một thách thức đáng kể. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng một kỹ thuật sáng tạo để hình ảnh ánh sáng sao tán xạ các hạt liên sao, các nhà thiên văn học cuối cùng đã thành công khi nhìn thấy những gợn bụi chảy ra từ những ngôi sao đang hấp hối!
Các ngôi sao - W Hydra, R Doradus và R Leonis - đều là những người khổng lồ đỏ có khả năng biến đổi cao, những ngôi sao không còn hợp nhất hydro trong lõi của chúng mà đã chuyển sang hình thành các nguyên tố nặng hơn. Mỗi cái được bao bọc hoàn toàn bởi lớp vỏ bụi rất mỏng rất có thể được tạo thành từ các khoáng chất như forsterite và enstatite. Những hạt này chỉ có thể hình thành một khi các thành phần thô đã chảy một khoảng cách từ ngôi sao. Ở khoảng cách gần bằng kích thước của chính ngôi sao, khí đã nguội đủ để cho phép các nguyên tử bắt đầu dính lại với nhau và tạo thành các hợp chất phức tạp hơn. Các khoáng chất như thế này sẽ tiếp tục gieo mầm các tiểu hành tinh và có thể là các hành tinh đá như Trái đất trong chu kỳ chết và tái sinh liên tục diễn ra trong Thiên hà.
Bài viết mô tả khám phá này, được chấp nhận cho tạp chí Thiên nhiên, có thể được tìm thấy ở đây.
Các nhà thiên văn học gần đây đã báo cáo khám phá này đã sử dụng Kính thiên văn Rất lớn rộng tám mét ở sa mạc Atacama Chile - và một bộ công cụ thông minh - để trêu chọc những phản xạ tinh tế từ những vỏ bụi này. Bí quyết để nhìn thấy ánh sáng bật ra khỏi các hạt bụi liên sao liên quan đến việc tận dụng một trong các tính chất sóng ánh sáng. Hãy tưởng tượng bạn có một sợi dây dài: một đầu nằm trong tay bạn, đầu kia buộc vào tường. Bạn bắt đầu ngọ nguậy kết thúc và sóng truyền xuống dây. Nếu bạn di chuyển cánh tay lên xuống, sóng vuông góc với sàn nhà; nếu bạn di chuyển cánh tay của mình từ bên này sang bên kia, chúng song song với nó. Sự định hướng của những sóng đó được gọi là sự phân cực của họ. Nếu bạn trộn lẫn mọi thứ lên bằng cách liên tục thay đổi hướng mà cánh tay của bạn đang dao động, hướng của sóng sẽ bị nhầm lẫn tương tự. Sợi dây sẽ nảy theo mọi hướng. Với một hướng di chuyển ưa thích, sóng dây được gọi là sóng không phân cực.
Sóng ánh sáng phát ra từ bề mặt của ngôi sao giống như sợi dây hỗn loạn của bạn. Các dao động trong điện trường và từ trường tạo nên sóng ánh sáng lan truyền không có hướng chuyển động ưa thích - chúng không bị phân cực. Tuy nhiên, khi ánh sáng bật ra khỏi hạt bụi, tất cả sự nhầm lẫn đó sẽ biến mất. Các sóng bây giờ dao động theo cùng một hướng, giống như bạn quyết định chỉ bật dây lên xuống. Các nhà thiên văn học gọi đây là ánh sáng phân cực.
Một bộ lọc phân cực chỉ cho phép ánh sáng với một hướng cụ thể đi qua. Giữ nó một chiều, và chỉ có ánh sáng phân cực theo chiều dọc của đỉnh - ánh sáng nơi điện trường dao động lên xuống - sẽ đi qua. Xoay bộ lọc chín mươi độ và bạn sẽ chỉ truyền ánh sáng phân cực theo chiều ngang. Nếu bạn có kính râm phân cực, bạn có thể tự thử điều này bằng cách xoay kính và xem cách cảnh qua ống kính trở nên sáng hơn và tối hơn. Đây cũng là một minh chứng tốt đẹp về cách khí quyển của chúng ta phân cực ánh sáng mặt trời tới.
Một lớp bụi xung quanh một ngôi sao sẽ phân cực ánh sáng bật ra khỏi nó. Giống như bầu trời trở nên sáng hơn và mờ hơn khi bạn xoay kính râm, nhìn vào một ngôi sao như vậy thông qua các bộ lọc phân cực định hướng khác nhau sẽ cho thấy một quầng sáng phân cực bao quanh nó. Các định hướng khác nhau sẽ tiết lộ các phân đoạn khác nhau của quầng sáng. Bằng cách kết hợp các quan sát phân cực với giao thoa kế - sự kết hợp của các sóng ánh sáng từ các điểm tách biệt rộng rãi trên gương kính viễn vọng để tạo ra hình ảnh có độ phân giải rất cao - một vòng ánh sáng tán xạ mỏng xuất hiện xung quanh ba ngôi sao này.
Những quan sát mới này đại diện cho một cột mốc quan trọng trong sự hiểu biết của chúng tôi về không chỉ một trò chơi kết thúc ngôi sao mà còn cả việc sản xuất bụi liên sao sau đó. Giống như khói của các nhà máy lớn, những ngôi sao khổng lồ màu đỏ trục xuất một muội khoáng chất vào không gian, mang theo những cơn gió mạnh. Với sự quan sát tỉ mỉ, những kết quả như thế này có thể giúp gắn kết cái chết của một thế hệ sao với sự ra đời của một thế hệ khác. Làm sáng tỏ những bí ẩn của sự hình thành hạt trong không gian đưa chúng ta một bước gần hơn để chắp nối nhiều bước dẫn từ cái chết của sao đến việc tạo ra các hành tinh đá như của chính chúng ta.
