Дальнейшее понимание любопытного затемнения звезды Бетельгейзе было представлено международной группой астрономов во главе с Андреа Дюпри Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики. Исследователи использовали наблюдения космического телескопа Хаббла и нескольких других инструментов, чтобы показать, как большая конвективная ячейка, поднимающаяся на поверхность звезды, могла выбрасывать огромное количество материала в космос, создавая облако, которое блокировало часть света Бетельгейзе от достижения Земли. . Работа подтверждает предыдущее исследование, которое связывало затемняющее облако с большим холодным пятном, наблюдаемым на поверхности звезды.
Бетельгейзе — красная звезда-сверхгигант, которая находится примерно в 548 световых годах от Земли и является одной из самых ярких звезд на небе. Обычно яркость звезды пульсирует с периодом 416 дней, но в 2019–20 годах световой поток звезды упал до беспрецедентно низкого уровня, прежде чем восстановиться — событие, названное «Великое затемнение».
Астрономы считают, что затемнение было вызвано выбросом вещества из звезды, но точная природа этого процесса была неизвестна.
«Наше [исследование] объединяет огромное количество наблюдений, чтобы проследить динамику выброса массы и составить логическую временную шкалу его возникновения», — говорит Дюпри. Мир физики.
Помимо Хаббла, эти наблюдения включали собранные данные не провела обыск СФЕРА (Спектро-поляриметрическое высококонтрастное исследование экзопланет) инструмент на Очень Большом Телескопе в Чили, который показал темное прохладное пятно в южном полушарии Бетельгейзе. Команда также использовала данные из Японии. Метеоспутник Химавари-8, который случайно наблюдал Бетельгейзе на фоне своих земных наблюдений. Эти наблюдения с помощью Himawari-8 соединил прохладное пятно с облаком пыли, закрывавшим часть звезды.
Извергающаяся звезда
Модель Дюпри и его коллег предполагает, что огромная конвективная ячейка поднялась через внутреннюю часть Бетельгейзе, сформировав огромный пузырь на фотосфере звезды — ее газовой поверхности. Это привело к тому, что огромный шлейф вещества, эквивалентного массе Марса, покинул звезду. Этот выброшенный материал прошел через диффузные внешние слои Бетельгейзе, где охладился и сконденсировался в пыль. Тем временем на взбаламученной звездной поверхности осталась гигантская рана, в которую расширялась плазма, охлаждаясь по пути. Это создало большое темное холодное пятно, которое видели на звезде.
Дайсуке Танигучи из Токийского университета руководил анализом наблюдений Химавари-8, но он не был членом команды Дюпри. Он говорит Мир физики что «эта новая концепция поверхностного выброса массы кажется наиболее разумной для объяснения всех наблюдений».
Хотя пыль уже рассеялась, будучи унесена звездным ветром Бетельгейзе, и звезда вернулась к своему нормальному диапазону яркости, команда Дюпри считает, что фотосфера все еще нестабильна.
Мне нравится аналогия с «неуравновешенной стиральной машиной», пытающейся прийти к новому равновесию.
Андреа Дюпри
«Мне нравится аналогия с «неуравновешенной стиральной машиной», пытающейся прийти к новому равновесию, — говорит Дюпри.
Скрытые пульсации
Вращающаяся нестабильность, возникающая из-за раскачивания фотосферы в результате выброса поверхностной массы, в настоящее время маскирует 416-дневный период пульсации Бетельгейзе. Дюпре описывает этот период пульсации как основную моду звезды. Эти пульсации типичны для красных звезд-сверхгигантов, таких как Бетельгейзе, и их период варьируется от звезды к звезде в зависимости от массы звезды.
«Я считаю, что внутренняя 416-дневная пульсация все еще продолжается», — говорит Дюпри. «Период может быть не совсем таким же, как только Бетельгейзе выздоровеет, но он должен быть относительно стабильным».
Помимо 416-дневного пульсационного периода, существует также лежащий в основе 2100-дневный период, который не так хорошо изучен. Некоторые исследователи считают, что это связано со временем, которое требуется гигантским конвективным ячейкам на фотосфере, чтобы перевернуться. Великое затемнение произошло сразу после того, как 2100-дневный цикл достиг минимальной яркости, которая также совпала с минимумом в 416-дневном цикле.
В середине 1980-х покойный астроном из Гарварда Лео Голдберг предсказал, что, когда долгосрочный и краткосрочный минимумы совпадают, образуя большой минимум, могут происходить необычные изменения яркости и активности звезды. Теория Голдберга была в основном забыта, но после Великого затемнения она во многом соответствовала современным представлениям.
Следующее затемнение в 2026 году
«Я размышляю здесь, — говорит Дюпри, — но если [Великое затемнение] произойдет снова, это должно произойти в 2026 году после следующего 2100-дневного минимума в 2025 году».
Благодаря лучшему мониторингу звезды как профессиональными астрономами, так и астрономами-любителями, чем в 1980-х годах, у Бетельгейзе больше шансов обнаружить, что что-то не так.
Метеорологический спутник пролил свет на «Великое затемнение» звезды Бетельгейзе
«Астрономы должны продолжать фокусироваться на этой захватывающей звезде», — говорит Танигучи, который будет продолжать следить за Бетельгейзе с помощью спутников Himawari-8 и Himawari-9. Между тем, вдохновленные успехом Танигути с метеорологическими спутниками, Дюпре и ее коллеги планируют использовать архивные данные с NOAA ИДЕТ серия метеорологических спутников для наблюдения за активностью Бетельгейзе.
Нельзя недооценивать важность Бетельгейзе для понимания других красных сверхгигантов. Бетельгейзе — довольно типичный красный сверхгигант, поэтому астрономы ожидают, что подобные выбросы массы на поверхность будут происходить и у других звезд.
Дюпре считает, что подробные наблюдения за Бетельгейзе станут ключом к пониманию других звезд. «Мне хотелось бы думать, что Бетельгейзе может быть Розеттским камнем для звездной физики», — говорит Дюпри.
Препринт статьи доступен на ArXiv и статья будет опубликована в The Astrophysical Journal.
