چگونه Betelgeuse بالا خود را دمید و ریتم خود را از دست داد

بینش های بیشتر در مورد کم نور شدن عجیب ستاره Betelgeuse توسط یک تیم بین المللی از ستاره شناسان به رهبری آندره آ دوپری مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان محققان از مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل و چندین ابزار دیگر استفاده کردند تا نشان دهند که چگونه یک سلول همرفتی بزرگ که به سطح ستاره می‌آید، می‌تواند مقدار زیادی از مواد را به فضا پرتاب کند - ایجاد ابری که مانع رسیدن نور بتلژوز به زمین شد. . این کار تحقیقات قبلی را تأیید می کند که ابر پنهان را به یک نقطه خنک بزرگ مشاهده شده در سطح ستاره مرتبط می کند.

Betelgeuse یک ستاره ابرغول سرخ است که حدود 548 سال نوری از زمین فاصله دارد و یکی از درخشان ترین ستاره های آسمان است. به طور معمول روشنایی ستاره با یک دوره 416 روزه می تپد، اما در سال 2019-20، خروجی نور از ستاره قبل از بهبودی به پایین بی سابقه ای کاهش یافت - رویدادی به نام "تاریکی بزرگ".

اخترشناسان بر این باورند که کم نور شدن به دلیل پرتاب مواد از ستاره ایجاد شده است، اما ماهیت دقیق این فرآیند ناشناخته است.

دوپری می‌گوید: «[تحقیق] ما تعداد زیادی مشاهدات را برای ردیابی دینامیک پرتاب جرم و ایجاد یک جدول زمانی منطقی برای وقوع آن جمع‌آوری می‌کند». دنیای فیزیک.

علاوه بر هابل، این مشاهدات شامل داده های جمع آوری شده توسط SPHERE (تحقیقات سیاره فراخورشیدی با کنتراست بالا با طیف پلاریمتریک) ابزاری در تلسکوپ بسیار بزرگ در شیلی که نقطه تاریک و خنکی را در نیمکره جنوبی بتلژوز نشان داد. این تیم همچنین از داده های ژاپن استفاده کرد ماهواره هواشناسی Himawari-8، که به طور تصادفی بتلژوز را در پس زمینه مشاهدات زمین خود مشاهده کرد. این مشاهدات توسط Himawari-8 نقطه خنک را به ابری از غبار متصل کرد که بخشی از ستاره را پوشانده بود.

ستاره فوران

مدل دوپری و همکارانش نشان می‌دهد که یک سلول همرفتی عظیم از درون بتلژوز عبور کرده و حباب بزرگی را روی فتوسفر ستاره - سطح گازی آن - تشکیل می‌دهد. این باعث شد که ستون عظیمی از مواد معادل جرم مریخ از ستاره خارج شود. این ماده خارج شده از لایه های بیرونی پراکنده Betelgeuse عبور کرد و در آنجا خنک شد و به غبار تبدیل شد. در همین حال، سطح چرخان ستاره با یک زخم غول پیکر باقی ماند که پلاسما به آن منبسط شد و در طول مسیر سرد شد. این باعث ایجاد نقطه خنک تاریک بزرگی شد که روی ستاره دیده شده بود.

دایسوکه تانیگوچی از دانشگاه توکیو تجزیه و تحلیل مشاهدات هیماواری-8 را رهبری کرد، اما او عضوی از تیم دوپری نبود. او می گوید دنیای فیزیک این مفهوم جدید از پرتاب جرم سطحی منطقی ترین مفهوم برای توضیح همه مشاهدات به نظر می رسد.

اگرچه گرد و غبار در حال حاضر به دلیل باد ستاره ای بتلژوز از بین رفته است و ستاره به محدوده روشنایی طبیعی خود بازگشته است، تیم دوپری معتقد است که فوتوسفر هنوز ناپایدار است.

من قیاس یک ماشین لباسشویی نامتعادل را دوست دارم زیرا سعی می کند به تعادل جدیدی برسد. 

آندره آ دوپری

دوپری می‌گوید: «من شبیه «ماشین لباسشویی نامتعادل» را دوست دارم، زیرا تلاش می‌کند به تعادل جدیدی برسد.

ضربان های پنهان

ناپایداری های چرخشی ناشی از فرورفتن فتوسفر در پی پرتاب جرم سطحی، در حال حاضر دوره تپش 416 روزه بتلژوز را پوشانده است. دوپری این دوره تپش را به عنوان حالت بنیادی ستاره توصیف می کند. این تپش‌ها برای ستارگان ابرغول سرخ مانند بتلژوز معمولی هستند و دوره آنها بسته به جرم ستاره از ستاره‌ای به ستاره دیگر متفاوت است.

دوپری می گوید: «من معتقدم که نرخ ضربان ذاتی 416 روزه هنوز ادامه دارد. ممکن است پس از بهبودی بتلژوز این دوره دقیقاً یکسان نباشد، اما باید یک الگوی نسبتاً پایدار باشد.

علاوه بر دوره ضربان 416 روزه، یک دوره 2100 روزه نیز وجود دارد که به خوبی درک نشده است. برخی از محققان بر این باورند که این مربوط به مدت زمانی است که سلول های همرفتی غول پیکر روی فتوسفر واژگون می شوند. کم نوری بزرگ درست پس از رسیدن چرخه 2100 روزه به حداقل روشنایی رخ داد که با حداقل در چرخه 416 روزه نیز مصادف شد.

در اواسط دهه 1980، لئو گلدبرگ، اخترشناس فقید هاروارد، پیش‌بینی کرد که وقتی حداقل‌های بلندمدت و کوتاه‌مدت برای ایجاد یک حداقل بزرگ منطبق شوند، ممکن است تغییرات غیرعادی در روشنایی و فعالیت ستاره رخ دهد. نظریه گلدبرگ عمدتاً فراموش شده بود، اما از زمان تیره شدن بزرگ تا حد زیادی با تفکر فعلی مطابقت داشت.

کاهش بعدی در سال 2026

دوپری می‌گوید: «من در اینجا گمانه‌زنی می‌کنم، اما اگر [تاریکی بزرگ] دوباره اتفاق بیفتد، باید در سال 2026 پس از حداقل 2100 روز آینده در سال 2025 باشد.»

با نظارت بهتر ستاره‌شناسان حرفه‌ای و آماتور نسبت به دهه 1980، شانس بیشتری برای مشاهده زمانی که مشکلی در بتلژوز وجود دارد، بیشتر است.

ماهواره هواشناسی "تقریط بزرگ" ستاره Betelgeuse را روشن می کند

تانیگوچی، که به نظارت بر Betelgeuse با هر دو ماهواره Himawari-8 و Himawari-9 ادامه می دهد، می گوید: «اخترشناسان باید همچنان بر روی این ستاره هیجان انگیز تمرکز کنند. در همین حال، دوپری و همکارانش با الهام از موفقیت تانیگوچی با ماهواره های آب و هوا، قصد دارند از داده های آرشیو موجود در ماهواره استفاده کنند. NOAA می رود مجموعه ای از ماهواره های هواشناسی برای بررسی فعالیت Betelgeuse.

اهمیت Betelgeuse برای درک سایر ستارگان ابرغول سرخ را نمی توان دست کم گرفت. Betelgeuse یک ابرغول قرمز نسبتاً معمولی است، بنابراین ستاره شناسان انتظار دارند پرتاب جرم سطحی مشابهی در سایر ستارگان رخ دهد.

دوپری معتقد است که مشاهدات دقیق Betelgeuse برای درک سایر ستارگان کلید خواهد بود. دوپری می‌گوید: «می‌خواهم فکر کنم که بتلژوز می‌تواند سنگ روزتا برای فیزیک ستاره‌ها باشد.

پیش چاپ مقاله در دسترس است مانند: arXiv و مقاله در آن منتشر خواهد شد مجله Astrophysical.