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気象衛星は、赤色超巨星のベテルギウスが2019〜2020年に前例のない調光を経験した理由を説明するのに役立ちました。
その発見は、調光が星のより低い温度のスポットの結果であり、それが近くのガス雲に行く熱を減らしたという結論を下した以前の研究を裏付けています。 これにより、天文学者は、雲が冷えて凝縮し、ベテルギウスの光の一部を遮る塵になると信じています。
近くにあるベテルギウスは、変光星として普段は明るさが変動しているのですが、2019年2020月、かつてないほど暗くなり始めました。 これは、超新星で爆発する可能性があるという憶測につながりました。 しかし、XNUMX 年 XNUMX 月末までに、ベテルギウスは通常の明るさの範囲に戻り、天文学者は光度が極端に低下した原因について頭を悩ませていました。
ライバル理論
光を減らすためのXNUMXつのライバル理論が浮上しました。 XNUMXつは、ベテルギウスの表面の他の部分よりも冷たい（そして暗い）星の大きな対流セルの発達を伴います。 もうXNUMXつの理論は、塵の雲による星の部分的な覆い隠しを含みます。 しかし、どちらの理論もそれ自体では星の調光を説明することはできませんでした。
そして、2021年に率いるチーム ミゲル・モンタルジェス フランスのパリ天文台の提案に基づいて、 球 （分光-偏光測定高コントラスト太陽系外惑星研究）チリの超大型望遠鏡の計器、調光には 対流セルと不明瞭なほこりの両方.
現在、天文学者と気象学者のグループは、 谷口大輔 東京大学の研究チームは、この二重の説明を裏付ける証拠を発見しました。これはすべて、日本の気象衛星による偶然の観測のおかげです。 ひまわり-8.
ステラの背景
この衛星は 2014 年に打ち上げられ、西太平洋上空 35,786 km の静止軌道にあります。 多数の赤外線波長で地球全体の写真を撮影し、ベテルギウスを含む星が背景に見えます。
「正直なところ、このプロジェクトはツイッターから始まりました」と谷口氏は、ひまわり8号が撮影した画像の背景に月がどのように見えるかを説明するツイートを見たときのことを思い出して説明します。 その後、彼と彼の協力者たちは、ひまわり8号も、2017年までのXNUMX年間、ベテルギウスを常に見ていることに気づきました。
ひまわり 8 号によるベテルギウスの毎日の観測は、ベテルギウスを時々しか観測できなかった他のどの望遠鏡よりも有利でした。 ひまわり8号は、星が太陽に近すぎて可視波長で観測できない夏の間、星を観測することさえできました。 衛星は、星自体が 140 °C 冷却されたことを明らかにしました。 これは、近くの暖かいガス雲への放射加熱を減らすのに十分であり、雲が冷えて凝縮し、中赤外線波長で検出可能な不明瞭なダストになります。 谷口のチームは、星の冷却と塵の雲の形成の両方が、天文学者が「大減光」と呼んでいるものにほぼ等しく寄与したと計算しています。
「美しい結果」
「それは本当に美しい結果です」と、この最新の研究に関与していなかったモンタルジェスは言います。 「彼らが使用する方法は非常に独創的です。」
ひまわり8号の観測は、調光の10か月前にベテルギウスの大気構造に何かが起こっていたことも示唆しています。 通常は星のスペクトルに吸収線を作成する星の水分子が突然変化して輝線を形成し、何かがそれらにエネルギーを与えたことを示します。
何が起こったのかについての確固たる証拠はありませんが、谷口は「不規則な脈動が星の表面の温度低下と星からガス雲を放出するかもしれない衝撃波の発生につながったかもしれない」と推測しています。 この衝撃波は雲を通過し、注目すべきスペクトル線の吸収から放出への観測された遷移を引き起こした可能性があります。
Montargèsは、これが合理的な考えであるように思われることに同意します。 確かに、彼は、光球と呼ばれる、星の表面で泡立つ対流細胞が唯一のもっともらしい説明であると主張しています。
光球活動
「ガス雲は光球からのみ発生する可能性があり、私たちが検出する唯一の光球活動は対流、つまりガスの強力な動きから発生します」と彼は言います。
これがベテルギウスのような赤色超巨星の正常な振る舞いであるかどうかを判断するのは時期尚早です。 モンタルジェスは、1940年代に起こりうる別の調光イベントをほのめかしていますが、それ以外の場合、ベテルギウスや他の赤色超巨星を監視していたXNUMX世紀以上の間、大調光のようなものは見られませんでした。 そのような出来事は他の赤色超巨星で起こったのかもしれませんが、彼らの比較的短い期間のために私たちがそれらを見逃しただけです。
新しい証拠は、ベテルギウスの「グレート調光」のダークスポット理論をサポートしています
「これがこのクラスの星の一般的な振る舞いであると結論付ける前に、他の場所でそれを観察する必要があります」とMontargèsは言います。
一方、谷口らはひまわり8号を駆使して他の星を監視しています。 彼らは、赤外線で老化した星の変動性のカタログを作成するための新しいプロジェクトを開始し、赤外線波長で可変である新しいクラスのオブジェクトを検索しました。
「これらのプロジェクトはすべて、同じ衛星ひまわり8号を使用しています」と谷口氏は言います。 「他の科学者たちも、ひまわり8号や他の気象衛星を使って独自のプロジェクトを開始することを願っています。」
研究はで説明されています 自然天文学.
