et al.)” width=”635″ ύψος=”357″>
Ένας μετεωρολογικός δορυφόρος βοήθησε να εξηγηθεί γιατί ο κόκκινος υπεργίγαντας αστέρας Μπετελγκέζ βίωσε μια άνευ προηγουμένου αχνότητα το 2019-2020.
Τα ευρήματά του επιβεβαιώνουν προηγούμενες μελέτες που κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η εξασθένιση ήταν η συνέπεια ενός σημείου χαμηλότερης θερμοκρασίας στο αστέρι, το οποίο μείωσε τη θερμότητα που πηγαίνει σε ένα κοντινό σύννεφο αερίου. Αυτό, πιστεύουν οι αστρονόμοι, επέτρεψε στο σύννεφο να κρυώσει και να συμπυκνωθεί σε σκόνη που εμπόδισε μέρος του φωτός του Betelgeuse.
Ως μεταβλητό αστέρι, το κοντινό Betelgeuse παρουσιάζει κανονικές διακυμάνσεις στη φωτεινότητα, αλλά τον Οκτώβριο του 2019 άρχισε να εξασθενεί περισσότερο από ό,τι είχε δει ποτέ πριν. Αυτό οδήγησε σε εικασίες ότι μπορεί να εκραγεί σε σουπερνόβα. Μέχρι τα τέλη Φεβρουαρίου 2020, ωστόσο, ο Betelgeuse είχε επιστρέψει στο κανονικό του εύρος φωτεινότητας, αφήνοντας τους αστρονόμους να ξύνουν τα κεφάλια τους σχετικά με το τι είχε προκαλέσει την ακραία πτώση της φωτεινότητας.
Αντίπαλες θεωρίες
Δύο αντίπαλες θεωρίες προέκυψαν για τη μείωση του φωτός. Το ένα περιλαμβάνει την ανάπτυξη ενός μεγάλου συναγωγικού κυττάρου στο αστέρι που ήταν πιο ψυχρό (και πιο αμυδρό) από την υπόλοιπη επιφάνεια του Betelgeuse. Η άλλη θεωρία περιλαμβάνει τη μερική συσκότιση του άστρου από ένα σύννεφο σκόνης. Ωστόσο, καμία θεωρία από μόνη της δεν μπορούσε να εξηγήσει τη θαμπάδα του αστεριού.
Στη συνέχεια, το 2021 μια ομάδα με επικεφαλής Μιγκέλ Μονταρζές του Observatoire de Paris στη Γαλλία πρότεινε, με βάση τις παρατηρήσεις με την ΣΦΑΙΡΑ (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) όργανο στο Very Large Telescope στη Χιλή, που περιλαμβάνει το dimming τόσο ένα κελί μεταφοράς όσο και μια σκόνη που καλύπτεται.
Τώρα, μια ομάδα αστρονόμων και μετεωρολόγων, με επικεφαλής τον Νταϊσούκε Τανιγκούτσι του Πανεπιστημίου του Τόκιο, βρήκε αποδεικτικά στοιχεία για αυτή τη διπλή εξήγηση – και όλα αυτά χάρη στις τυχαίες παρατηρήσεις ενός ιαπωνικού μετεωρολογικού δορυφόρου, Himawara-8.
Αστρικό φόντο
Ο δορυφόρος εκτοξεύτηκε το 2014 και βρίσκεται σε γεωστατική τροχιά 35,786 km πάνω από τον δυτικό Ειρηνικό. Τραβάει φωτογραφίες ολόκληρης της Γης σε ένα πλήθος υπέρυθρων μηκών κύματος και αστέρια συμπεριλαμβανομένου του Betelgeuse είναι ορατά στο βάθος.
«Ειλικρινά, αυτό το έργο ξεκίνησε από το Twitter», εξηγεί ο Taniguchi, θυμούμενος πώς είδε ένα tweet που περιγράφει πώς η Σελήνη είναι ορατή στο φόντο των εικόνων που τραβήχτηκαν από το Himawari-8. Στη συνέχεια, αυτός και οι συνεργάτες του συνειδητοποίησαν ότι το Himawari-8 είχε επίσης μια σταθερή άποψη για τον Betelgeuse για τέσσερα χρόνια πριν από το 2017.
Οι καθημερινές παρατηρήσεις του Betelgeuse από το Himawari-8 ήταν ένα πλεονέκτημα σε σχέση με κάθε άλλο τηλεσκόπιο, το οποίο μπορούσε να παρακολουθεί μόνο τον Betelgeuse κάποια στιγμή. Το Himawari-8 θα μπορούσε ακόμη και να παρατηρήσει το αστέρι κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, όταν το αστέρι είναι πολύ κοντά στον Ήλιο για ορατές παρατηρήσεις μήκους κύματος. Ο δορυφόρος αποκάλυψε ότι το ίδιο το αστέρι ψύχθηκε κατά 140 °C. Αυτό ήταν αρκετό για να μειώσει τη θέρμανση με ακτινοβολία σε ένα κοντινό σύννεφο θερμού αερίου, προκαλώντας το να κρυώσει και να συμπυκνωθεί σε σκοτεινή σκόνη που είναι ανιχνεύσιμη σε μήκη κύματος μεσαίου υπέρυθρου. Η ομάδα του Taniguchi υπολογίζει ότι τόσο η ψύξη του άστρου όσο και ο σχηματισμός του νέφους σκόνης συνέβαλαν σχεδόν εξίσου σε αυτό που οι αστρονόμοι αναφέρουν ως «Μεγάλο Θαμπό».
“Όμορφο αποτέλεσμα”
«Είναι πραγματικά ένα όμορφο αποτέλεσμα», λέει ο Montargès, ο οποίος δεν συμμετείχε σε αυτή την τελευταία έρευνα. «Η μέθοδος που χρησιμοποιούν είναι πολύ πρωτότυπη».
Οι παρατηρήσεις του Himawari-8 υποδηλώνουν επίσης ότι κάτι συνέβαινε στην ατμοσφαιρική δομή του Betelgeuse 10 μήνες πριν από την εξασθένιση. Τα μόρια νερού στο αστέρι που κανονικά θα δημιουργούσαν γραμμές απορρόφησης στο φάσμα του αστεριού άλλαξαν ξαφνικά για να σχηματίσουν γραμμές εκπομπής, δείχνοντας ότι κάτι τους είχε ενεργοποιήσει.
Αν και δεν υπάρχει σταθερή απόδειξη για το τι συνέβη, ο Taniguchi εικάζει ότι «ένας ακανόνιστος παλμός μπορεί να είχε οδηγήσει σε πτώση της θερμοκρασίας στην επιφάνεια του άστρου και στην εμφάνιση κρουστικού κύματος που θα μπορούσε να εκτοξεύσει ένα σύννεφο αερίου από το αστέρι». Αυτό το κρουστικό κύμα θα μπορούσε να έχει περάσει μέσα από το σύννεφο, υποκινώντας την παρατηρούμενη μετάβαση από την απορρόφηση στην εκπομπή αξιοσημείωτων φασματικών γραμμών.
Ο Montargès συμφωνεί ότι αυτό φαίνεται να είναι μια λογική ιδέα. Πράγματι, υποστηρίζει ότι τα κύτταρα μεταφοράς που αναβλύζουν στην επιφάνεια του άστρου, που ονομάζεται φωτόσφαιρα, είναι η μόνη εύλογη εξήγηση.
Φωτοσφαιρική δραστηριότητα
«Το νέφος αερίου μπορεί να προέρχεται μόνο από τη φωτόσφαιρα και η μόνη φωτοσφαιρική δραστηριότητα που ανιχνεύουμε προέρχεται από τη συναγωγή, την ισχυρή κίνηση του αερίου», λέει.
Είναι πολύ νωρίς για να πούμε αν αυτή είναι φυσιολογική συμπεριφορά για έναν κόκκινο υπεργίγαντα αστέρι όπως ο Betelgeuse. Ο Montargès υπαινίσσεται ένα άλλο πιθανό γεγονός εξασθένισης της δεκαετίας του 1940, αλλά κατά τα άλλα σε πάνω από δύο αιώνες παρακολούθησης του Betelgeuse και άλλων ερυθρών υπεργίγαντων, δεν έχει παρατηρηθεί τίποτα σαν το Great Dimming. Μπορεί να έχουν συμβεί τέτοια γεγονότα και σε άλλους κόκκινους υπεργίγαντες, μόνο που εμείς τα χάσαμε λόγω της σχετικά μικρής διάρκειάς τους.
Νέα στοιχεία υποστηρίζουν τη θεωρία των σκοτεινών κηλίδων για το «Great Dimming» του Betelgeuse
«Πριν καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι είναι μια συνηθισμένη συμπεριφορά για αυτήν την κατηγορία άστρων, πρέπει να την παρατηρήσουμε αλλού», λέει ο Montargès.
Εν τω μεταξύ, ο Taniguchi και οι συνεργάτες του χρησιμοποιούν πλήρως το Himawari-8 για να παρακολουθούν άλλα αστέρια. Ξεκίνησαν νέα έργα για τη δημιουργία ενός καταλόγου της μεταβλητότητας των γηρασμένων αστεριών στο υπέρυθρο φως, καθώς και την αναζήτηση νέων κατηγοριών αντικειμένων που είναι μεταβλητά σε υπέρυθρα μήκη κύματος.
«Όλα αυτά τα έργα χρησιμοποιούν τον ίδιο δορυφόρο, τον Himawari-8», λέει ο Taniguchi. «Ελπίζω ότι κάποιοι άλλοι επιστήμονες θα ξεκινήσουν επίσης τα δικά τους έργα χρησιμοποιώντας Himawari-8 ή άλλους μετεωρολογικούς δορυφόρους».
Η έρευνα περιγράφεται στο Φύση Αστρονομία.
