et al.)” width=”635″ høyde=”357″>
En værsatellitt har bidratt til å forklare hvorfor den røde superkjempestjernen Betelgeuse opplevde en enestående nedtoning i 2019–2020.
Funnene bekrefter tidligere studier som konkluderte med at dimmingen var konsekvensen av et sted med lavere temperatur på stjernen, noe som reduserte varmen som gikk til en nærliggende gassky. Dette, mener astronomer, tillot skyen å avkjøles og kondensere til støv som blokkerte noe av Betelgeuses lys.
Som en variabel stjerne svinger nærliggende Betelgeuse normalt i lysstyrke, men i oktober 2019 begynte den å bli svakere enn noen gang har vært sett før. Dette førte til spekulasjoner om at den kan eksplodere i en supernova. I slutten av februar 2020 hadde Betelgeuse imidlertid returnert til sitt normale lysstyrkeområde, og etterlot astronomer som klør seg i hodet om hva som hadde forårsaket den ekstreme nedgangen i lysstyrken.
Rivalerende teorier
To rivaliserende teorier dukket opp for reduksjonen i lys. Den ene involverer utviklingen av en stor konvektiv celle i stjernen som var kjøligere (og svakere) enn resten av Betelgeuses overflate. Den andre teorien innebærer delvis tilsløring av stjernen av en støvsky. Imidlertid kunne ingen av teoriene alene forklare stjernens nedtoning.
Så, i 2021 et team ledet av Miguel Montargès fra Observatoire de Paris i Frankrike foreslått, på grunnlag av observasjoner med KUL (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) instrument ved Very Large Telescope i Chile, som dimmingen innebærer både en konvektiv celle og skjulende støv.
Nå har en gruppe astronomer og meteorologer, ledet av Daisuke Taniguchi fra University of Tokyo, har funnet støttende bevis for denne doble forklaringen – alt takket være tilfeldige observasjoner av en japansk værsatellitt, Himawara-8.
Stellar bakgrunn
Satellitten ble skutt opp i 2014 og er i geostasjonær bane 35,786 XNUMX km over det vestlige Stillehavet. Den tar bilder av hele jorden med en rekke infrarøde bølgelengder, og stjerner inkludert Betelgeuse er synlige i bakgrunnen.
"Ærlig talt, dette prosjektet startet fra Twitter" forklarer Taniguchi, og husker hvordan han så en tweet som beskrev hvordan månen er synlig i bakgrunnen av bilder tatt av Himawari-8. Han og hans samarbeidspartnere innså da at Himawari-8 også hadde et konstant syn på Betelgeuse over fire år tilbake til 2017.
Himawari-8s daglige observasjoner av Betelgeuse var en fordel i forhold til alle andre teleskoper, som bare kunne overvåke Betelgeuse noen av tiden. Himawari-8 kunne til og med observere stjernen om sommeren, når stjernen er for nær solen for synlige bølgelengdeobservasjoner. Satellitten avslørte at selve stjernen ble avkjølt med 140 °C. Dette var tilstrekkelig til å redusere strålingsoppvarming til en nærliggende varm gassky, noe som fikk skyen til å avkjøles og kondensere til skjulende støv som kan detekteres ved middels infrarøde bølgelengder. Taniguchis team beregner at både avkjølingen av stjernen og dannelsen av støvskyen bidro nesten like mye til det astronomer omtaler som "den store dimmingen".
“Nydelig resultat”
"Det er virkelig et vakkert resultat," sier Montargès, som ikke var involvert i denne siste forskningen. "Metoden de bruker er veldig original."
Himawari-8-observasjonene antyder også at noe skjedde med den atmosfæriske strukturen til Betelgeuse 10 måneder før nedtoningen. Vannmolekyler på stjernen som normalt ville skape absorpsjonslinjer i stjernens spektrum endret seg plutselig til å danne emisjonslinjer i stedet, noe som indikerer at noe hadde gitt dem energi.
Selv om det ikke er noen sikre bevis for hva som skjedde, spekulerer Taniguchi at "en uregelmessig pulsering kan ha ført til temperaturfallet på stjernens overflate, og forekomsten av en sjokkbølge som kan sende ut en gassky fra stjernen". Denne sjokkbølgen kunne ha gått gjennom skyen, og startet den observerte overgangen fra absorpsjon til emisjon av bemerkelsesverdige spektrallinjer.
Montargès er enig i at dette virker å være en fornuftig idé. Faktisk hevder han at konveksjonsceller som bobler opp på stjernens overflate, kalt fotosfæren, er den eneste plausible forklaringen.
Fotosfærisk aktivitet
"Gassskyen kan bare stamme fra fotosfæren, og den eneste fotosfæriske aktiviteten vi oppdager kommer fra konveksjonen, den kraftige bevegelsen til gassen," sier han.
Det er for tidlig å si om dette er normal oppførsel for en rød superkjempestjerne som Betelgeuse. Montargès henspiller på en annen mulig dimmingsbegivenhet på 1940-tallet, men ellers i over to århundrer med overvåking av Betelgeuse og andre røde superkjemper, har ingenting som den store dimmingen blitt sett. Det kan være at slike hendelser har skjedd på andre røde superkjemper, bare for at vi har gått glipp av dem på grunn av deres relativt korte varighet.
Nye bevis støtter mørkeflekk-teori for Betelgeuses 'Great Dimming'
"Før vi konkluderer med at det er en vanlig oppførsel for denne klassen av stjerner, må vi observere det andre steder," sier Montargès.
I mellomtiden bruker Taniguchi og kollegene Himawari-8 til fulle for å overvåke andre stjerner. De har satt i gang nye prosjekter for å lage en katalog over variasjonen til gamle stjerner i infrarødt lys, i tillegg til å søke etter nye klasser av objekter som er variable ved infrarøde bølgelengder.
"Alle disse prosjektene bruker den samme satellitten, Himawari-8," sier Taniguchi. "Jeg håper at noen andre forskere også vil starte sine egne prosjekter ved å bruke Himawari-8 eller andre værsatellitter."
Forskningen er beskrevet i Naturstjernen.
