i in.)” szerokość=”635″ wysokość=”357″>
Satelita pogodowy pomógł wyjaśnić, dlaczego czerwony nadolbrzym Betelgeuse doświadczył bezprecedensowego pociemnienia w latach 2019-2020.
Jego odkrycia potwierdzają wcześniejsze badania, z których wynikało, że przyciemnienie było konsekwencją miejsca na gwieździe o niższej temperaturze, co zmniejszyło ciepło przekazywane do pobliskiego obłoku gazu. To, jak uważają astronomowie, pozwoliło obłokowi ochłodzić się i skondensować w pył, który zablokował część światła Betelgeuse.
Pobliska Betelgeza, jako gwiazda zmienna, zwykle podlega fluktuacjom jasności, ale w październiku 2019 r. zaczęła słabnąć niż kiedykolwiek wcześniej. Doprowadziło to do spekulacji, że może eksplodować jako supernowa. Jednak pod koniec lutego 2020 r. Betelgeuse powróciła do normalnego zakresu jasności, pozostawiając astronomów drapiących się po głowach, co spowodowało ekstremalny spadek jasności.
Teorie rywalizacyjne
Pojawiły się dwie rywalizujące teorie dotyczące redukcji światła. Jedna z nich obejmuje rozwój dużej komórki konwekcyjnej w gwieździe, która była chłodniejsza (i ciemniejsza) niż reszta powierzchni Betelgeuse. Druga teoria dotyczy częściowego zaciemnienia gwiazdy przez obłok pyłu. Jednak żadna z teorii sama w sobie nie może wyjaśnić ciemnienia gwiazdy.
Następnie w 2021 roku zespół kierowany przez Miguel Montarges Obserwatorium Paryskiego we Francji zaproponowane na podstawie obserwacji z KULA (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) w Bardzo Dużym Teleskopie w Chile, że ściemnianie obejmuje zarówno komórka konwekcyjna, jak i zaciemniający pył.
Teraz grupa astronomów i meteorologów pod przewodnictwem Daisuke Taniguchi Uniwersytetu w Tokio, znalazł dowody potwierdzające to podwójne wyjaśnienie – wszystko dzięki przypadkowym obserwacjom japońskiego satelity pogodowego, Himawara-8.
Gwiezdne tło
Satelita został wystrzelony w 2014 roku i znajduje się na orbicie geostacjonarnej 35,786 XNUMX km nad zachodnim Pacyfikiem. Wykonuje zdjęcia całej Ziemi na wielu długościach fal podczerwonych, a gwiazdy, w tym Betelgeza, są widoczne w tle.
„Szczerze, ten projekt zaczął się od Twittera” – wyjaśnia Taniguchi, przypominając, jak zobaczył tweeta opisującego, jak Księżyc jest widoczny na tle zdjęć zrobionych przez Himawari-8. On i jego współpracownicy zdali sobie wtedy sprawę, że Himawari-8 również miał stały widok na Betelgeuse przez cztery lata wstecz do 2017 roku.
Codzienne obserwacje Betelgeuse przez Himawari-8 były przewagą nad każdym innym teleskopem, który mógł monitorować Betelgeuse tylko przez pewien czas. Himawari-8 może nawet obserwować gwiazdę latem, kiedy gwiazda znajduje się zbyt blisko Słońca, aby można było prowadzić obserwacje na długości fal widzialnych. Satelita ujawnił, że sama gwiazda ochłodziła się o 140 °C. To wystarczyło, aby zredukować nagrzewanie radiacyjne do pobliskiego ciepłego obłoku gazu, powodując jego ochłodzenie i kondensację w przesłaniający pył, który jest wykrywalny w średniej podczerwieni. Zespół Taniguchi oblicza, że zarówno ochłodzenie gwiazdy, jak i powstanie obłoku pyłowego przyczyniły się niemal w równym stopniu do tego, co astronomowie nazywają „Wielkim Zaciemnieniem”.
“Piękny wynik”
„To naprawdę piękny wynik”, mówi Montargès, który nie był zaangażowany w ostatnie badania. „Stosowana przez nich metoda jest bardzo oryginalna”.
Obserwacje Himawari-8 sugerują również, że coś się działo ze strukturą atmosfery Betelgeuse 10 miesięcy przed zaciemnieniem. Cząsteczki wody na gwieździe, które normalnie tworzyłyby linie absorpcyjne w widmie gwiazdy, nagle zmieniły się, tworząc linie emisyjne, co wskazuje, że coś je zasilało.
Chociaż nie ma mocnych dowodów na to, co się stało, Taniguchi spekuluje, że „nieregularna pulsacja mogła doprowadzić do spadku temperatury na powierzchni gwiazdy i wystąpienia fali uderzeniowej, która mogłaby wyrzucić z gwiazdy obłok gazu”. Ta fala uderzeniowa mogła przejść przez obłok, inicjując obserwowane przejście od absorpcji do emisji znaczących linii widmowych.
Montarges zgadza się, że wydaje się to być rozsądnym pomysłem. Rzeczywiście, twierdzi on, że jedynym prawdopodobnym wyjaśnieniem są komórki konwekcyjne bulgoczące na powierzchni gwiazdy, zwane fotosferą.
Aktywność fotosferyczna
„Obłok gazu może pochodzić tylko z fotosfery, a jedyna aktywność fotosferyczna, którą wykrywamy, pochodzi z konwekcji, potężnego ruchu gazu”, mówi.
Jest zbyt wcześnie, aby stwierdzić, czy jest to normalne zachowanie czerwonego nadolbrzyma, takiego jak Betelgeuse. Montargès wspomina o innym możliwym zaciemnieniu w latach czterdziestych XX wieku, ale poza tym przez ponad dwa stulecia obserwacji Betelgezy i innych czerwonych nadolbrzymów nie zaobserwowano niczego takiego jak Wielkie Zaciemnienie. Możliwe, że takie zdarzenia miały miejsce na innych czerwonych nadolbrzymach, tylko po to, że przeoczyliśmy je z powodu ich stosunkowo krótkiego czasu trwania.
Nowe dowody potwierdzają teorię ciemnych plam dla „Wielkiego przyciemniania” Betelgeuse
„Zanim stwierdzimy, że jest to powszechne zachowanie dla tej klasy gwiazd, musimy zaobserwować je gdzie indziej” – mówi Montargès.
Tymczasem Taniguchi i współpracownicy w pełni wykorzystują Himawari-8 do monitorowania innych gwiazd. Zainicjowali nowe projekty mające na celu stworzenie katalogu zmienności starszych gwiazd w świetle podczerwonym, a także poszukiwanie nowych klas obiektów, które są zmienne w zakresie długości fal podczerwonych.
„Wszystkie te projekty wykorzystują tego samego satelitę Himawari-8”, mówi Taniguchi. „Mam nadzieję, że niektórzy inni naukowcy również rozpoczną własne projekty z wykorzystaniem Himawari-8 lub innych satelitów pogodowych”.
Badania opisano w Natura Astronomia.
