기상 위성이 베텔게우스 별의 '그레이트 디밍'에 빛을 비추다

기상 위성은 적색초거성 베텔게우스가 2019~2020년에 전례 없는 흐려짐을 경험한 이유를 설명하는 데 도움이 되었습니다.

그 발견은 어두워지는 것이 별의 온도가 낮은 지점의 결과라고 결론지은 초기 연구를 뒷받침하며, 이로 인해 근처 가스 구름으로 가는 열이 감소했습니다. 천문학자들은 이것이 구름이 냉각되어 먼지로 응축되어 베텔게우스의 빛 일부를 차단했다고 믿습니다.

변광성인 베텔게우스 근처의 밝기는 일반적으로 변동하지만 2019년 2020월에는 이전에 볼 수 없었던 것보다 더 어두워지기 시작했습니다. 이로 인해 초신성 폭발이 일어날 수도 있다는 추측이 나왔습니다. 그러나 XNUMX년 XNUMX월 말까지 베텔게우스는 정상 밝기 범위로 돌아왔고, 천문학자들은 무엇이 광도를 극도로 떨어뜨렸는지에 대해 머리를 긁적였습니다.

라이벌 이론

빛의 감소에 대해 두 가지 경쟁 이론이 등장했습니다. 하나는 베텔게우스 표면의 나머지 부분보다 더 차갑고(그리고 더 흐릿한) 별에서 큰 대류 세포의 발달과 관련이 있습니다. 다른 이론은 먼지 구름에 의해 별이 부분적으로 가려지는 것과 관련이 있습니다. 그러나 어느 이론도 그 자체로 별이 어두워지는 것을 설명할 수 없습니다.

그러다가 2021년에는 미구엘 몽타게스 프랑스 파리 천문대(Observatoire de Paris)에서 제안한 SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) 장비는 칠레의 초대형 망원경에서 디밍을 포함합니다. 대류 세포와 모호한 먼지 모두.

이제 천문학자와 기상학자 그룹이 다니구치 다이스케 도쿄 대학의 연구진은 이러한 이중 설명을 뒷받침하는 증거를 발견했습니다. 이는 모두 일본 기상 위성의 우연한 관측 덕분입니다. 히마와라-8.

별 배경

위성은 2014년에 발사되었으며 서태평양 상공 35,786km의 정지 궤도에 있습니다. 다양한 적외선 파장으로 지구 전체의 사진을 찍으며 배경에는 베텔게우스를 포함한 별들이 보입니다.

"솔직히 이 프로젝트는 Twitter에서 시작했습니다." Taniguchi가 Himawari-8이 촬영한 이미지의 배경에서 달이 어떻게 보이는지 설명하는 트윗을 본 것을 회상하며 설명합니다. 그와 그의 동료들은 히마와리-8이 2017년까지 XNUMX년 동안 베텔게우스를 지속적으로 관찰하고 있다는 사실을 깨달았습니다.

히마와리 8호의 베텔게우스 일일 관측은 베텔게우스를 일정 시간 동안만 모니터링할 수 있었던 다른 모든 망원경에 비해 장점이 있었습니다. 히마와리 8호는 별이 태양에 너무 가까워 가시광선 파장 관측이 불가능한 여름에도 별을 관측할 수 있었습니다. 위성은 별 자체가 140°C까지 냉각되었다는 사실을 밝혀냈습니다. 이는 근처의 따뜻한 가스 구름에 대한 복사열을 감소시켜 구름을 냉각시키고 중적외선 파장에서 감지할 수 있는 모호한 먼지로 응축시키는 데 충분했습니다. 타니구치 팀은 별의 냉각과 먼지 구름의 형성이 천문학자들이 "대조광"이라고 부르는 현상에 거의 동일하게 기여했다고 계산합니다.

“아름다운 결과”

이 최신 연구에 참여하지 않은 Montargès는 "정말 아름다운 결과입니다."라고 말합니다. "그들이 사용하는 방법은 매우 독창적입니다."

Himawari-8 관측은 또한 어두워지기 10개월 전에 Betelgeuse의 대기 구조에 어떤 일이 일어나고 있음을 시사합니다. 일반적으로 별의 스펙트럼에서 흡수선을 생성하는 별의 물 분자는 대신 방출선을 형성하도록 갑자기 바뀌었고, 이는 무언가가 에너지를 공급했음을 나타냅니다.

무슨 일이 일어났는지에 대한 확고한 증거는 없지만 Taniguchi는 "불규칙한 맥동이 별 표면의 온도를 떨어뜨리고 별에서 가스 구름을 방출할 수 있는 충격파의 발생을 초래했을 수 있다"고 추측합니다. 이 충격파는 구름을 통과하여 주목할만한 스펙트럼 라인의 흡수에서 방출로의 관찰된 전환을 촉발했을 수 있습니다.

Montargès는 이것이 합리적인 생각으로 보인다는 데 동의합니다. 실제로, 그는 광구라고 불리는 별의 표면에서 부글부글 끓어오르는 대류 세포가 유일하게 그럴듯한 설명이라고 주장합니다.

광구 활동

"가스 구름은 광구에서만 발생하며 우리가 감지하는 유일한 광구 활동은 가스의 강력한 운동인 대류에서 발생합니다."라고 그는 말합니다.

이것이 베텔게우스와 같은 적색초거성의 정상적인 행동인지 여부를 말하기에는 너무 이르다. Montargès는 1940년대에 또 다른 흐림 현상이 있을 수 있음을 암시하지만, 그렇지 않으면 XNUMX세기 넘게 Betelgeuse와 다른 적색 초거성을 모니터링하면서 Great Dimming과 같은 것은 본 적이 없습니다. 그러한 사건은 다른 적색초거성에서 일어났을 수 있지만, 우리는 상대적으로 짧은 기간 때문에 그것을 놓쳤습니다.

Montargès는 "이 등급의 별에 대한 일반적인 행동이라고 결론을 내리기 전에 다른 곳에서 관찰해야 합니다."라고 말합니다.

한편 Taniguchi와 동료들은 Himawari-8을 최대한 활용하여 다른 별을 모니터링하고 있습니다. 그들은 적외선 파장에서 변하는 새로운 종류의 물체를 찾는 것뿐만 아니라 적외선에서 노화된 별의 변동성에 대한 목록을 작성하기 위한 새로운 프로젝트를 시작했습니다.

"이 모든 프로젝트는 동일한 위성인 Himawari-8을 사용합니다."라고 Taniguchi는 말합니다. "나는 다른 과학자들도 Himawari-8 또는 다른 기상 위성을 사용하여 자신의 프로젝트를 시작하기를 바랍니다."

연구는 다음에 설명되어 있습니다. 자연 천문학.