Rahvusvaheline astronoomide meeskond eesotsas Andrea Dupree Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskusest. Uurijad kasutasid Hubble'i kosmoseteleskoobi ja mitmete muude instrumentide vaatlusi, et näidata, kuidas tähe pinnale tõusev suur konvektiivrakk võis paisata kosmosesse tohutul hulgal materjali – luues pilve, mis blokeeris osa Betelgeuse valgusest Maale jõudmast. . Töö kinnitab varasemaid uuringuid, mis seostasid varjava pilve tähe pinnal täheldatud suure jaheda kohaga.
Betelgeuse on punane ülihiidtäht, mis asub Maast umbes 548 valgusaasta kaugusel ja on üks heledamaid tähti taevas. Tavaliselt pulseerib tähe heledus perioodiga 416 päeva, kuid aastatel 2019–20 langes tähe valgusvõimsus enne taastumist enneolematult madalale – seda sündmust kutsuti “Suureks hämardumiseks”.
Astronoomid usuvad, et hämarduse põhjustas tähest materjali väljapaiskumine, kuid protsessi täpne olemus polnud teada.
"Meie [uuring] koondab tohutul hulgal vaatlusi, et jälgida massi väljaheite dünaamikat ja koostada selle toimumise loogiline ajakava, " räägib Dupree. Füüsika maailm.
Lisaks Hubble'ile hõlmasid need tähelepanekud kogutud andmed poolt SPHERE (spektro-polarimeetriline suure kontrastsusega eksoplaneetide uurimine) instrument väga suurel teleskoobil Tšiilis, mis näitas Betelgeuse lõunapoolkeral tumedat jahedat kohta. Meeskond kasutas ka Jaapani andmeid Himawari-8 ilmasatelliit, mis juhuslikult jälgis Betelgeuse'i oma Maa vaatluste taustal. Need tähelepanekud Himawari-8 ühendas jaheda koha tolmupilvega, mis varjas osa tähest.
Purskav täht
Dupree ja kolleegide mudel viitab sellele, et tohutu konvektiivrakk tõusis läbi Betelgeuse'i sisemuse, moodustades tähe fotosfäärile - selle gaasilisele pinnale - tohutu mulli. Selle tulemusel lahkus tähelt tohutu hulk materjali, mis oli samaväärne Marsi massiga. See väljapaiskuv materjal liikus läbi Betelgeuse hajutatud väliskihtide, kus see jahtus ja kondenseerus tolmuks. Vahepeal jäi loksuvale tähe pinnale hiiglaslik haav, millesse plasma laienes ja jahtus teel. See tekitas tähel nähtud suure tumeda jaheda koha.
Daisuke Taniguchi Tokyo ülikoolist juhtis Himawari-8 vaatluste analüüsi, kuid ta ei olnud Dupree meeskonna liige. Ta räägib Füüsika maailm et "See uus pinnamassi väljapaiskumise kontseptsioon kõlab kõige mõistlikum kõigi vaatluste selgitamiseks".
Kuigi tolm on Betelgeuse tähetuule tõttu nüüdseks hajunud ja täht on jõudnud tagasi oma normaalsesse heledusvahemikku, usub Dupree meeskond, et fotosfäär on endiselt ebastabiilne.
Mulle meeldib nn tasakaalustamata pesumasina analoogia, kuna see püüab jõuda uude tasakaalu
Andrea Dupree
"Mulle meeldib "tasakaalusta pesumasina" analoogia, kuna see püüab jõuda uuele tasakaalule," ütleb Dupree.
Varjatud pulsatsioonid
Pinnapealse massi väljapaiskumise järel loksuvast fotosfäärist tingitud ebastabiilsus varjab praegu Betelgeuse 416-päevast pulsatsiooniperioodi. Dupree kirjeldab seda pulsatsiooniperioodi tähe põhirežiimina. Need pulsatsioonid on tüüpilised punastele ülihiidtähtedele, nagu Betelgeuse, ja nende periood varieerub tähtede lõikes sõltuvalt tähe massist.
"Usun, et sisemine 416-päevane pulsatsioonisagedus kestab endiselt," ütleb Dupree. "Ajavahemik ei pruugi olla täpselt sama, kui Betelgeuse taastub, kuid see peaks olema suhteliselt stabiilne."
Lisaks 416-päevasele pulsatsiooniperioodile on ka 2100-päevane periood, millest pole nii hästi aru saadud. Mõned teadlased usuvad, et see on seotud ajaga, mis kulub fotosfääri hiiglaslike konvektiivrakkude ümberpööramiseks. Suur hämardamine tuli vahetult pärast seda, kui 2100-päevane tsükkel saavutas minimaalse heleduse, mis langes kokku ka 416-päevase tsükli miinimumiga.
1980. aastate keskel ennustas surnud Harvardi astronoom Leo Goldberg, et kui pikaajalised ja lühiajalised miinimumid langevad kokku suure miinimumi loomiseks, võivad tähe heleduses ja aktiivsuses tekkida ebatavalised muutused. Goldbergi teooria oli enamasti unustatud, kuid alates Suurest hämardamisest on see olnud vägagi kooskõlas praeguse mõtteviisiga.
Järgmine hämardamine 2026. aastal
"Ma spekuleerin siin," ütleb Dupree, "aga kui [suur hämardumine] kordub, peaks see toimuma 2026. aastal pärast järgmist 2100 päeva pikkust miinimumi 2025. aastal."
Kuna nii professionaalsed kui ka amatöörastronoomid jälgisid tähte paremini kui 1980. aastatel, on suurem tõenäosus märgata, kui Betelgeuse'il on midagi valesti.
Ilmasatelliit heidab valgust Betelgeuse tähe suurele hämardumisele
"Astronoomid peaksid keskenduma sellele põnevale tähele," ütleb Taniguchi, kes jälgib Betelgeuse'i nii Himawari-8 kui ka Himawari-9 satelliitidega. Samal ajal, inspireerituna Taniguchi edust ilmasatelliitidega, kavatsevad Dupree ja tema kolleegid kasutada arhiiviandmeid NOAA LÄHEB ilmasatelliitide seeria, et vaadata Betelgeuse tegevust.
Betelgeuse tähtsust teiste punaste ülihiidtähtede mõistmisel ei saa alahinnata. Betelgeuse on üsna tüüpiline punane superhiiglane, nii et astronoomid eeldavad, et sarnase pinnamassi väljapaiskumine toimub ka teiste tähtede puhul.
Dupree usub, et Betelgeuse'i üksikasjalikud vaatlused on teiste tähtede mõistmise võtmeks. "Tahaksin arvata, et Betelgeuse võib olla tähefüüsika jaoks Rosetta kivi," ütleb Dupree.
Paberi eeltrükk on saadaval aadressil arXiv ja paber ilmub aastal Astrofüüsika Teataja.
