O echipă internațională de astronomi, condusă de Andrea Dupree al Centrului Harvard–Smithsonian pentru Astrofizică. Cercetătorii au folosit observațiile telescopului spațial Hubble și alte câteva instrumente pentru a arăta cum o celulă convectivă mare care se ridică la suprafața stelei ar fi putut ejecta o cantitate imensă de material în spațiu – creând un nor care a blocat o parte din lumina Betelgeuse să ajungă pe Pământ. . Lucrarea confirmă cercetările anterioare care au legat norul obscur de un loc rece mare observat pe suprafața stelei.
Betelgeuse este o stea supergigantă roșie care se află la aproximativ 548 de ani lumină de Pământ și este una dintre cele mai strălucitoare stele de pe cer. În mod normal, luminozitatea stelei pulsează cu o perioadă de 416 zile, dar în 2019-20, puterea de lumină a stelei a scăzut la un nivel scăzut fără precedent înainte de a-și reveni - un eveniment numit „Marea estompare”.
Astronomii cred că estomparea a fost cauzată de ejectarea de material din stea, dar natura exactă a procesului a fost necunoscută.
„[Cercetarea noastră] reunește un număr mare de observații pentru a urmări dinamica ejecției în masă și pentru a compila o cronologie logică pentru apariția acesteia”, spune Dupree. Lumea fizicii.
Pe lângă Hubble, aceste observații au inclus datele colectate langa SPHERE (Spectro—Cercetare exoplanetă polarimetrică cu contrast ridicat) instrument de pe Very Large Telescope din Chile, care a arătat un loc întunecat și rece în emisfera sudică a Betelgeuse. Echipa a folosit și date din Japonia Satelitul meteo Himawari-8, care din întâmplare a observat Betelgeuse în fundalul observațiilor sale pe Pământ. Aceste observații de Himawari-8 a conectat locul rece de un nor de praf care a ascuns o parte a stelei.
Steaua eruptivă
Modelul lui Dupree și al colegilor sugerează că o celulă convectivă enormă s-a ridicat prin interiorul lui Betelgeuse, formând o bulă uriașă pe fotosfera stelei - suprafața sa gazoasă. Acest lucru a făcut ca un vast val de material echivalent cu masa lui Marte să părăsească steaua. Acest material ejectat a călătorit prin straturile exterioare difuze ale Betelgeuse, unde s-a răcit și s-a condensat în praf. Între timp, suprafața stelară agitată a rămas cu o rană uriașă în care plasma sa extins, răcindu-se pe parcurs. Acest lucru a creat pata mare și rece, întunecată, care fusese văzută pe stea.
Daisuke Taniguchi de la Universitatea din Tokyo a condus analiza observațiilor Himawari-8, dar el nu a fost membru al echipei lui Dupree. El spune Lumea fizicii că „Acest nou concept de ejecție de masă de suprafață sună ca cel mai rezonabil pentru a explica toate observațiile”.
Deși praful s-a risipit acum, fiind alungat de vântul stelar al lui Betelgeuse, iar steaua a revenit la intervalul normal de luminozitate, echipa lui Dupree consideră că fotosfera este încă instabilă.
Îmi place analogia unei „mașini de spălat dezechilibrate”, deoarece încearcă să ajungă la un nou echilibru
Andrea Dupree
„Îmi place analogia unei „mașini de spălat dezechilibrate”, deoarece încearcă să ajungă la un nou echilibru”, spune Dupree.
Pulsări ascunse
Instabilitățile agitate rezultate din răsturnarea fotosferei în urma ejecției masei de suprafață maschează în prezent perioada de pulsație de 416 zile a lui Betelgeuse. Dupree descrie această perioadă de pulsație ca fiind modul fundamental al stelei. Aceste pulsații sunt tipice stelelor supergigant roșii, cum ar fi Betelgeuse, iar perioada lor variază de la stea la stea, în funcție de masa stelei.
„Cred că rata de pulsație intrinsecă de 416 zile este încă în curs de desfășurare”, spune Dupree. „Perioada poate să nu fie exact aceeași odată ce Betelgeuse își revine, dar ar trebui să fie un model relativ stabil.”
Pe lângă perioada de pulsație de 416 zile, există și o perioadă de bază de 2100 de zile care nu este atât de bine înțeleasă. Unii cercetători cred că este legat de timpul necesar pentru ca celulele convective gigantice de pe fotosferă să se răstoarne. Marea estompare a venit imediat după ce ciclul de 2100 de zile a atins o luminozitate minimă, care a coincis și cu un minim în ciclul de 416 zile.
La mijlocul anilor 1980, regretatul astronom de la Harvard Leo Goldberg a prezis că atunci când minimele pe termen lung și cele pe termen scurt coincid pentru a crea un minim mare, ar putea apărea modificări neobișnuite în luminozitatea și activitatea stelei. Teoria lui Goldberg fusese în mare parte uitată, dar de la Marea Întunecare a fost foarte în concordanță cu gândirea actuală.
Următoarea diminuare în 2026
„Speculez aici”, spune Dupree, „dar dacă [o Great Dimming] se întâmplă din nou, ar trebui să fie în 2026, după următorul minim de 2100 de zile în 2025.”
Cu o monitorizare mai bună a stelei de către astronomi profesioniști și amatori decât în anii 1980, există o șansă mai mare de a observa când ceva nu este în regulă pe Betelgeuse.
Satelitul meteo pune în lumină „Marea estompare” a stelei Betelgeuse
„Astronomii ar trebui să se concentreze în continuare pe această stea interesantă”, spune Taniguchi, care va continua să monitorizeze Betelgeuse atât cu sateliții Himawari-8, cât și cu Himawari-9. Între timp, inspirați de succesul lui Taniguchi cu sateliții meteo, Dupree și colegii ei plănuiesc să folosească datele de arhivă de la NOAA'S MERGE serie de sateliți meteo pentru a privi activitatea Betelgeuse.
Importanța lui Betelgeuse pentru înțelegerea altor stele supergigant roșii nu poate fi subestimată. Betelgeuse este o supergigantă roșie destul de tipică, așa că astronomii se așteaptă ca ejecții similare de masă de suprafață să aibă loc pe alte stele.
Dupree crede că observațiile detaliate ale Betelgeuse vor fi cheie pentru înțelegerea altor stele. „Aș dori să cred că Betelgeuse poate fi o piatră Rosetta pentru fizica stelar”, spune Dupree.
O pretipărire a hârtiei este disponibilă pe arXiv iar lucrarea va fi publicată în Jurnalul Astrofizic.
