и др.)» width="635" height="357">
Метеоспутник помог объяснить, почему красный сверхгигант Бетельгейзе испытал беспрецедентное затемнение в 2019–2020 годах.
Его результаты подтверждают более ранние исследования, в которых был сделан вывод, что затемнение было следствием пятна с более низкой температурой на звезде, которое уменьшало тепло, попадающее в близлежащее газовое облако. По мнению астрономов, это позволило облаку остыть и сконденсироваться в пыль, которая блокировала часть света Бетельгейзе.
Как переменная звезда, близлежащая Бетельгейзе обычно колеблется в яркости, но в октябре 2019 года она начала становиться тусклее, чем когда-либо прежде. Это привело к предположению, что она может взорваться сверхновой. Однако к концу февраля 2020 года Бетельгейзе вернулась к своему нормальному диапазону яркости, заставив астрономов ломать голову над тем, что вызвало резкое падение светимости.
Соперничающие теории
Возникли две конкурирующие теории уменьшения света. Один из них связан с развитием большой конвективной ячейки в звезде, которая была холоднее (и тусклее), чем остальная часть поверхности Бетельгейзе. Другая теория предполагает частичное затемнение звезды облаком пыли. Однако ни одна из теорий сама по себе не могла объяснить потускнение звезды.
Затем, в 2021 году, команда под руководством Мигель Монтаржес Парижской обсерватории во Франции предложил на основе наблюдений с СФЕРА (спектро-поляриметрический высококонтрастный исследователь экзопланет) на Очень большом телескопе в Чили, в котором задействовано затемнение как конвективная ячейка, так и заслоняющая пыль.
Теперь группа астрономов и метеорологов во главе с Дайсуке Танигучи из Токийского университета нашел подтверждающие доказательства этого двойного объяснения – и все благодаря случайным наблюдениям японского метеорологического спутника. Химавара-8.
Звездный фон
Спутник был запущен в 2014 году и находится на геостационарной орбите на высоте 35,786 XNUMX км над западной частью Тихого океана. Он делает снимки всей Земли в различных инфракрасных диапазонах волн, а на заднем плане видны звезды, в том числе Бетельгейзе.
«Честно говоря, этот проект начался с Твиттера», — объясняет Танигути, вспоминая, как он увидел твит, описывающий, как Луна видна на фоне изображений, сделанных Химавари-8. Затем он и его сотрудники поняли, что Химавари-8 также постоянно наблюдал за Бетельгейзе в течение четырех лет до 2017 года.
Ежедневные наблюдения Бетельгейзе с помощью Химавари-8 были преимуществом перед любым другим телескопом, который мог наблюдать за Бетельгейзе лишь некоторое время. Химавари-8 мог бы наблюдать звезду даже летом, когда звезда находится слишком близко к Солнцу для наблюдений в видимом диапазоне волн. Спутник показал, что сама звезда остыла на 140°C. Этого было достаточно, чтобы уменьшить радиационный нагрев близлежащего теплого газового облака, в результате чего облако остыло и конденсировалось в затемняющую пыль, которую можно обнаружить в средних инфракрасных длинах волн. Команда Танигучи подсчитала, что и охлаждение звезды, и образование пылевого облака почти в равной степени способствовали тому, что астрономы называют «Великим затемнением».
«Красивый результат»
«Это действительно прекрасный результат», — говорит Монтаржес, не участвовавший в этом последнем исследовании. «Метод, который они используют, очень оригинален».
Наблюдения Himawari-8 также предполагают, что что-то происходило со структурой атмосферы Бетельгейзе за 10 месяцев до затемнения. Молекулы воды на звезде, которые обычно создают линии поглощения в спектре звезды, внезапно изменились, чтобы вместо этого образовать линии излучения, указывая на то, что что-то наполнило их энергией.
Хотя твердых доказательств того, что произошло, нет, Танигути предполагает, что «нерегулярная пульсация могла привести к падению температуры на поверхности звезды и возникновению ударной волны, которая могла выбросить газовое облако из звезды». Эта ударная волна могла пройти через облако, вызвав наблюдаемый переход от поглощения к излучению заметных спектральных линий.
Монтарж соглашается, что это кажется разумной идеей. Действительно, он утверждает, что конвекционные ячейки, пузырящиеся на поверхности звезды, называемые фотосферой, являются единственным правдоподобным объяснением.
Фотосферная активность
«Газовое облако может возникать только из фотосферы, и единственная фотосферная активность, которую мы обнаруживаем, связана с конвекцией, мощным движением газа», — говорит он.
Слишком рано говорить, является ли это нормальным поведением для красной звезды-сверхгиганта, такой как Бетельгейзе. Монтаржес намекает на другое возможное затемнение в 1940-х годах, но в остальном за более чем два столетия наблюдения за Бетельгейзе и другими красными сверхгигантами ничего похожего на Великое затемнение не наблюдалось. Возможно, такие события происходили и на других красных сверхгигантах, только мы их пропустили из-за их относительно короткой продолжительности.
Новые данные подтверждают теорию о темных пятнах «Великого затемнения» Бетельгейзе
«Прежде чем сделать вывод, что это обычное поведение для этого класса звезд, нам нужно понаблюдать за ним в другом месте», — говорит Монтаржес.
Тем временем Танигути и его коллеги в полной мере используют Himawari-8 для наблюдения за другими звездами. Они инициировали новые проекты по составлению каталога изменчивости старых звезд в инфракрасном свете, а также по поиску новых классов объектов, изменяющихся в инфракрасном диапазоне длин волн.
«Во всех этих проектах используется один и тот же спутник Himawari-8, — говорит Танигути. «Я надеюсь, что некоторые другие ученые также начнут свои собственные проекты с использованием Himawari-8 или других метеорологических спутников».
Исследование описано в Астрономия природы.
