et al.)” width=”635″ height=”357″>
Sääsatelliitti on auttanut selittämään, miksi punainen superjättitähti Betelgeuse koki ennennäkemättömän himmenemisen vuosina 2019–2020.
Sen havainnot vahvistavat aiempia tutkimuksia, joiden mukaan himmeneminen johtui tähdestä, jonka lämpötila oli alhaisempi, mikä vähensi lämpöä, joka menee läheiseen kaasupilveen. Tähtitieteilijät uskovat, että tämä antoi pilven jäähtyä ja tiivistyä pölyksi, joka esti osan Betelgeusen valosta.
Muuttuvana tähden lähellä olevan Betelgeusen kirkkaus vaihtelee normaalisti, mutta lokakuussa 2019 se alkoi himmentyä kuin koskaan ennen. Tämä johti spekulaatioihin, että se saattaa räjähtää supernovassa. Helmikuun 2020 loppuun mennessä Betelgeuse oli kuitenkin palannut normaalille kirkkausalueelleen, mikä jätti tähtitieteilijät raapimaan päätään siitä, mikä oli aiheuttanut äärimmäisen kirkkauden laskun.
Kilpailevat teoriat
Kaksi kilpailevaa teoriaa syntyi valon vähentämisestä. Yksi niistä liittyy suuren konvektiivisen solun kehittämiseen tähteen, joka oli viileämpi (ja himmeämpi) kuin muualla Betelgeusen pinnalla. Toinen teoria sisältää tähden osittaisen peittämisen pölypilven vaikutuksesta. Kumpikaan teoria ei kuitenkaan yksinään pystynyt selittämään tähden himmenemistä.
Sitten vuonna 2021 johtama tiimi Miguel Montargès Ranskan Observatoire de Paris ehdotti järjestön kanssa tehtyjen havaintojen perusteella PALLO (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) instrumentti Very Large Telescopessa Chilessä, että himmennys sisältää sekä konvektiivinen kenno että peittävä pöly.
Nyt ryhmä tähtitieteilijöitä ja meteorologeja, jota johtaa Daisuke Taniguchi Tokion yliopiston tutkija on löytänyt todisteita tälle kaksinkertaiselle selitykselle – kaikki japanilaisen sääsatelliitin sattumanvaraisten havaintojen ansiosta, Himawara-8.
Tähtien tausta
Satelliitti laukaistiin vuonna 2014, ja se on geostationaarisella kiertoradalla 35,786 XNUMX km läntisen Tyynenmeren yläpuolella. Se ottaa koko maapallon kuvia useilla infrapuna-aallonpituuksilla, ja tähdet, mukaan lukien Betelgeuse, näkyvät taustalla.
"Rehellisesti sanottuna tämä projekti alkoi Twitteristä", Taniguchi selittää ja muistelee kuinka hän näki twiitin, jossa kuvattiin kuinka Kuu näkyy Himawari-8:n omien kuvien taustalla. Sitten hän ja hänen työtoverinsa ymmärsivät, että Himawari-8:lla oli myös jatkuva näkemys Betelgeusesta neljän vuoden ajan vuoteen 2017 asti.
Himawari-8:n päivittäiset Betelgeusen havainnot olivat etu verrattuna kaikkiin muihin kaukoputkiin, jotka pystyivät tarkkailemaan Betelgeusea vain osan ajasta. Himawari-8 pystyi jopa tarkkailemaan tähteä kesällä, jolloin tähti on liian lähellä aurinkoa näkyvän aallonpituuden havainnointiin. Satelliitti paljasti, että tähti itse jäähtyi 140 °C. Tämä riitti vähentämään säteilylämpöä läheiseen lämpimään kaasupilveen, jolloin pilvi jäähtyi ja tiivistyi peittäväksi pölyksi, joka on havaittavissa keski-infrapuna-aallonpituuksilla. Taniguchin tiimi laskee, että sekä tähden jäähtyminen että pölypilven muodostuminen vaikuttivat lähes yhtä paljon siihen, mitä tähtitieteilijät kutsuvat "suureksi himmenemiseksi".
“Kaunis tulos”
"Se on todella kaunis tulos", sanoo Montargès, joka ei ollut mukana tässä viimeisimmässä tutkimuksessa. "Heidän käyttämä menetelmä on hyvin omaperäinen."
Himawari-8:n havainnot viittaavat myös siihen, että jotain tapahtui Betelgeusen ilmakehän rakenteessa 10 kuukautta ennen himmennystä. Tähden vesimolekyylit, jotka normaalisti loivat absorptioviivoja tähden spektriin, muuttuivat yhtäkkiä muodostaen sen sijaan emissioviivoja, mikä osoitti, että jokin oli energisoinut niitä.
Vaikka tapahtuneelle ei ole varmaa näyttöä, Taniguchi spekuloi, että "epäsäännöllinen pulsaatio on saattanut johtaa lämpötilan laskuun tähden pinnalla ja shokkiaallon esiintymiseen, joka saattaa singota kaasupilven tähdestä". Tämä shokkiaalto olisi voinut kulkea pilven läpi, mikä saa aikaan havaitun siirtymisen absorptiosta huomattavien spektriviivojen emissioon.
Montargès on samaa mieltä siitä, että tämä vaikuttaa järkevältä ajatukselta. Hän todellakin väittää, että tähden pinnalle kuplivat konvektiosolut, joita kutsutaan fotosfääriksi, ovat ainoa uskottava selitys.
Fotosfäärinen toiminta
"Kaasupilvi voi olla peräisin vain fotosfääristä, ja ainoa havaitsemamme fotofääriaktiivisuus tulee konvektiosta, kaasun voimakkaasta liikkeestä", hän sanoo.
On liian aikaista sanoa, onko tämä normaalia käytöstä Betelgeusen kaltaiselle punaiselle superjättitähdelle. Montargès viittaa toiseen mahdolliseen himmennystapahtumaan 1940-luvulla, mutta muuten yli kahden vuosisadan Betelgeusen ja muiden punaisten superjättiläisten seurannan aikana mitään Suuren himmenemisen kaltaista ei ole nähty. Saattaa olla, että tällaisia tapahtumia on tapahtunut muille punaisille superjättiläisille, mutta olemme jääneet huomaamatta niiden suhteellisen lyhyen keston vuoksi.
Uudet todisteet tukevat Betelgeusen "Great Dimming" -teorian synkän pisteen teoriaa
"Ennen kuin päättelemme, että tämä on yleistä käyttäytymistä tälle tähtiluokalle, meidän on tarkkailtava sitä muualla", Montargès sanoo.
Samaan aikaan Taniguchi ja kollegat käyttävät täysimääräisesti Himawari-8:aa muiden tähtien tarkkailuun. He ovat käynnistäneet uusia projekteja, joiden tarkoituksena on tehdä luettelo ikääntyneiden tähtien vaihtelevuudesta infrapunavalossa sekä etsiä uusia esineluokkia, jotka vaihtelevat infrapuna-aallonpituuksilla.
"Kaikki nämä projektit käyttävät samaa Himawari-8-satelliittia", Taniguchi sanoo. "Toivon, että myös jotkut muut tutkijat aloittavat omia projektejaan käyttämällä Himawari-8:aa tai muita sääsatelliitteja."
Tutkimusta kuvataan Luontoympäristö.
