та ін.)” width=”635″ height=”357″>
Метеорологічний супутник допоміг пояснити, чому червона зірка-надгігант Бетельгейзе зазнала безпрецедентного затемнення в 2019–2020 роках.
Його висновки підтверджують попередні дослідження, які прийшли до висновку, що затемнення було наслідком нижчої температури плями на зірці, яка зменшила тепло, що надходить до газової хмари поблизу. Це, як вважають астрономи, дозволило хмарі охолонути та сконденсуватися в пил, який блокував частину світла Бетельгейзе.
Будучи змінною зіркою, сусідня Бетельгейзе зазвичай коливається в яскравості, але в жовтні 2019 року вона почала слабшати, ніж будь-коли раніше. Це призвело до припущень, що він може вибухнути у вигляді наднової. Однак до кінця лютого 2020 року Бетельгейзе повернувся до свого нормального діапазону яскравості, змусивши астрономів чухати голови про те, що спричинило екстремальне падіння яскравості.
Конкурентні теорії
Виникли дві протилежні теорії зменшення світла. Один з них передбачає розвиток великої конвективної комірки в зірці, яка була холоднішою (і тьмянішою), ніж решта поверхні Бетельгейзе. Інша теорія передбачає часткове затемнення зірки хмарою пилу. Однак жодна теорія сама по собі не могла пояснити потьмяніння зірки.
Тоді, у 2021 році команда під керівництвом Мігель Монтаржес Паризької обсерваторії у Франції запропоновано на основі спостережень з СФЕРА (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) на Дуже Великому Телескопі в Чилі, що затемнення передбачає як конвективну комірку, так і затемнений пил.
Зараз група астрономів і метеорологів на чолі з Дайсуке Танігучі Токійського університету знайшов підтверджуючі докази цього подвійного пояснення – усе завдяки випадковим спостереженням японського метеорологічного супутника, Хімавара-8.
Зоряний фон
Супутник був запущений в 2014 році і знаходиться на геостаціонарній орбіті на висоті 35,786 XNUMX км над західною частиною Тихого океану. Він робить знімки всієї Землі на багатьох інфрачервоних довжинах хвиль, а зірки, включаючи Бетельгейзе, видно на задньому плані.
«Чесно кажучи, цей проект почався з Twitter», — пояснює Танігучі, згадуючи, як він побачив твіт, в якому описувалося, як Місяць видно на фоні зображень, зроблених Himawari-8. Потім він і його співробітники зрозуміли, що Хімаварі-8 також постійно бачив Бетельгейзе протягом чотирьох років тому до 2017 року.
Щоденні спостереження Бетельгейзе Himawari-8 були перевагою перед будь-яким іншим телескопом, який міг стежити за Бетельгейзе лише деякий час. Himawari-8 міг навіть спостерігати за зіркою влітку, коли зірка знаходиться надто близько до Сонця для спостережень у видимій частині хвилі. Супутник виявив, що сама зірка охолола на 140 °C. Цього було достатньо, щоб зменшити радіаційне нагрівання сусідньої хмари теплого газу, що спричинило охолодження хмари та конденсацію в затемнений пил, який можна виявити в середньому інфрачервоному діапазоні. Команда Танігучі підрахувала, що як охолодження зірки, так і утворення хмари пилу сприяли майже однаково тому, що астрономи називають «Великим затемненням».
“Чудовий результат”
«Це справді прекрасний результат», — каже Монтаржес, який не брав участі в цьому останньому дослідженні. «Метод, який вони використовують, дуже оригінальний».
Спостереження Himawari-8 також показують, що щось відбувалося з атмосферною структурою Бетельгейзе за 10 місяців до затемнення. Молекули води на зірці, які зазвичай створювали б лінії поглинання в спектрі зірки, раптово змінилися, щоб натомість утворити лінії випромінювання, що вказує на те, що щось підживило їх.
Хоча твердих доказів того, що сталося, немає, Танігучі припускає, що «нерегулярна пульсація могла призвести до падіння температури на поверхні зірки та виникнення ударної хвилі, яка могла б викинути газову хмару із зірки». Ця ударна хвиля могла пройти крізь хмару, спровокувавши спостережуваний перехід від поглинання до випромінювання помітних спектральних ліній.
Монтаржес погоджується, що це здається розумною ідеєю. Дійсно, він стверджує, що конвекційні комірки, що утворюються на поверхні зірки, звані фотосферою, є єдиним правдоподібним поясненням.
Фотосферна активність
«Газова хмара може виникнути лише з фотосфери, і єдина фотосферна активність, яку ми виявляємо, походить від конвекції, потужного руху газу», — каже він.
Поки рано говорити, чи це нормальна поведінка для червоної надгігантської зірки, як Бетельгейзе. Монтаржес натякає на іншу можливу подію затемнення в 1940-х роках, але в іншому випадку за понад два століття моніторингу Бетельгейзе та інших червоних надгігантів нічого подібного до Великого затемнення не було помічено. Цілком можливо, що такі події відбувалися на інших червоних надгігантах, але ми пропустили їх через їхню відносно коротку тривалість.
Нові докази підтверджують теорію темних плям для «Великого затемнення» Бетельгейзе
«Перш ніж зробити висновок, що це звичайна поведінка для цього класу зірок, нам потрібно спостерігати це в іншому місці», — каже Монтаржес.
Тим часом Танігучі та його колеги повною мірою використовують Himawari-8 для спостереження за іншими зірками. Вони започаткували нові проекти зі створення каталогу змінності старих зірок в інфрачервоному світлі, а також пошук нових класів об’єктів, які є змінними в інфрачервоному випромінюванні.
«В усіх цих проектах використовується один і той же супутник Himawari-8», — каже Танігучі. «Я сподіваюся, що деякі інші вчені також розпочнуть власні проекти з використанням Himawari-8 або інших метеорологічних супутників».
Дослідження описано в Природа астрономії.
