et al.)” width=”635″ højde=”357″>
En vejrsatellit har hjulpet med at forklare, hvorfor den røde supergigant Betelgeuse oplevede en hidtil uset dæmpning i 2019-2020.
Dets resultater bekræfter tidligere undersøgelser, der konkluderede, at dæmpningen var konsekvensen af en plet med lavere temperatur på stjernen, hvilket reducerede varmen, der gik til en nærliggende gassky. Dette, mener astronomer, tillod skyen at afkøle og kondensere til støv, der blokerede noget af Betelgeuses lys.
Som en variabel stjerne svinger nærliggende Betelgeuse normalt i lysstyrke, men i oktober 2019 begyndte den at blive svagere, end den nogensinde var set før. Dette førte til spekulationer om, at det kan eksplodere i en supernova. Ved udgangen af februar 2020 var Betelgeuse imidlertid vendt tilbage til sit normale lysstyrkeområde, hvilket efterlod astronomer, der kløede sig i hovedet om, hvad der havde forårsaget det ekstreme fald i lysstyrken.
Rivalerende teorier
To rivaliserende teorier dukkede op for reduktionen i lys. Den ene involverer udviklingen af en stor konvektiv celle i stjernen, der var køligere (og svagere) end resten af Betelgeuses overflade. Den anden teori involverer den delvise tilsløring af stjernen af en støvsky. Ingen af teorierne kunne dog alene forklare stjernens dæmpning.
Så i 2021 et hold ledet af Miguel Montargès fra Observatoire de Paris i Frankrig foreslog, på grundlag af observationer med KUL (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) instrument ved Very Large Telescope i Chile, som dæmpningen involverer både en konvektiv celle og tilslørende støv.
Nu er en gruppe astronomer og meteorologer, ledet af Daisuke Taniguchi fra University of Tokyo, har fundet understøttende beviser for denne dobbelte forklaring – alt takket være de tilfældige observationer af en japansk vejrsatellit, Himawara-8.
Stjerner baggrund
Satellitten blev opsendt i 2014 og er i geostationær kredsløb 35,786 km over det vestlige Stillehav. Det tager billeder af hele jorden ved et væld af infrarøde bølgelængder, og stjerner inklusive Betelgeuse er synlige i baggrunden.
"Helt ærligt, dette projekt startede fra Twitter" forklarer Taniguchi og husker, hvordan han så et tweet, der beskriver, hvordan Månen er synlig i baggrunden af billeder taget af Himawari-8. Han og hans samarbejdspartnere indså derefter, at Himawari-8 også havde et konstant syn på Betelgeuse over fire år tilbage til 2017.
Himawari-8s daglige observationer af Betelgeuse var en fordel i forhold til alle andre teleskoper, som kun kunne overvåge Betelgeuse noget af tiden. Himawari-8 kunne endda observere stjernen om sommeren, hvor stjernen er for tæt på Solen til synlige bølgelængdeobservationer. Satellitten afslørede, at selve stjernen afkølede med 140 °C. Dette var tilstrækkeligt til at reducere strålingsopvarmning til en nærliggende varm gassky, hvilket fik skyen til at afkøle og kondensere til slørende støv, der kan detekteres ved mellem-infrarøde bølgelængder. Taniguchis hold beregner, at både afkølingen af stjernen og dannelsen af støvskyen bidrog næsten lige meget til det, astronomer omtaler som "den store dæmpning".
“Smukt resultat”
"Det er virkelig et smukt resultat," siger Montargès, som ikke var involveret i denne seneste forskning. "Den metode, de bruger, er meget original."
Himawari-8-observationerne tyder også på, at der skete noget med Betelgeuses atmosfæriske struktur 10 måneder før dæmpningen. Vandmolekyler på stjernen, der normalt ville skabe absorptionslinjer i stjernens spektrum, ændrede sig pludselig til at danne emissionslinjer i stedet, hvilket indikerer, at noget havde givet dem energi.
Selvom der ikke er noget sikkert bevis for, hvad der skete, spekulerer Taniguchi i, at "en uregelmæssig pulsering kunne have ført til temperaturfaldet på stjernens overflade og forekomsten af en chokbølge, der kunne udstøde en gassky fra stjernen". Denne chokbølge kunne have passeret gennem skyen og anstiftet den observerede overgang fra absorption til emission af bemærkelsesværdige spektrallinjer.
Montargès er enig i, at dette synes at være en rimelig idé. Faktisk hævder han, at konvektionsceller, der bobler op på stjernens overflade, kaldet fotosfæren, er den eneste plausible forklaring.
Fotosfærisk aktivitet
"Gasskyen kan kun stamme fra fotosfæren, og den eneste fotosfæriske aktivitet, vi registrerer, kommer fra konvektionen, gassens kraftige bevægelse," siger han.
Det er for tidligt at sige, om dette er normal adfærd for en rød superkæmpestjerne som Betelgeuse. Montargès hentyder til en anden mulig dæmpningsbegivenhed i 1940'erne, men ellers er der i over to århundreder med overvågning af Betelgeuse og andre røde supergiganter ikke set noget som den store dæmpning. Det kan være, at sådanne hændelser er sket på andre røde supergiganter, kun for at vi er gået glip af dem på grund af deres relativt korte varighed.
Nye beviser understøtter dark-spot-teori for Betelgeuses 'Great Dimming'
"Før vi konkluderer, at det er en almindelig adfærd for denne klasse af stjerner, er vi nødt til at observere det andre steder," siger Montargès.
I mellemtiden gør Taniguchi og kolleger fuld brug af Himawari-8 til at overvåge andre stjerner. De har påbegyndt nye projekter for at lave et katalog over forældede stjerners variabilitet i infrarødt lys, samt at søge efter nye klasser af objekter, der er variable ved infrarøde bølgelængder.
"Alle disse projekter bruger den samme satellit, Himawari-8," siger Taniguchi. "Jeg håber, at nogle andre videnskabsmænd også vil starte deres egne projekter ved hjælp af Himawari-8 eller andre vejrsatellitter."
Forskningen er beskrevet i Naturstronomi.
