Stmívání Betelgeuse pravděpodobné, že není zima, jen zaprášené, nová studie ukazuje, že

tiskové Zprávy | Research | Science

6. Března 2020

pozorování hvězdy Betelgeuse pořízené velmi velkým dalekohledem ESO v lednu a prosinci 2019, které ukazují podstatné stmívání hvězdy.ESO / m. Montargès et al.

Koncem loňského roku, zprávy zlomil, že hvězda Betelgeuse byla blednutí výrazně, nakonec klesl na zhruba 40% jeho obvyklé jas. Tato aktivita vyvolala populární spekulace, že červený supergiant brzy exploduje jako masivní supernova.

ale astronomové mají více benigní teorie vysvětlit stmívání chování hvězdy. A vědci z University of Washington a Lowell Observatory věří, že mají podporu pro jednoho z nich: Betelgeuse nesvítí, protože se chystá explodovat — je to jen zaprášené.

Na papír přijat k Astrophysical Journal Letters a zveřejněny na tiskové webu arXiv, Emily Levesque, UW profesor astronomie, a Philip Massey, astronom s Lowell Observatory, zpráva, že pozorování Betelgeuse přijata Feb. 14 ve Flagstaffu v Arizoně jim observatoř umožnila vypočítat průměrnou povrchovou teplotu hvězdy. Zjistili, že Betelgeuse je výrazně teplejší, než se očekávalo, pokud nedávné stmívání bylo způsobeno ochlazením povrchu hvězdy.

nové výpočty podporují tak teorii, že Betelgeuse — jako mnoho červené veleobří hvězdy jsou náchylné dělat — je pravděpodobné, že odpadnou některé materiály z jeho vnějších vrstev.

obraz viditelného světla VY Canis Majoris, červené supergiantní hvězdy, která je z velké části zakryta prachem, pořízený v roce 2005.NASA / ESA / R. Humphreys/University of Minnesota

„My to celou dobu v červených veleobrů, a je to normální součástí jejich životního cyklu,“ řekl Levesque. „Červené veleobry občas vrhnout materiálu z jejich povrchu, který bude kondenzovat kolem hvězdy jako prach. Jak se ochladí a rozptýlí, prachová zrna absorbují část světla směřujícího k nám a zablokují náš pohled.“

stále platí: astronomové očekávají, že Betelgeuse exploduje jako supernova během příštích 100 000 let, kdy se její jádro zhroutí. Stmívání hvězdy, které začalo v říjnu, však podle Masseyho nebylo nutně známkou blížící se supernovy.

jednou z teorií bylo, že nově vzniklý prach absorboval část Betelgeusova světla. Další předpokládal, že obrovské konvekční buňky v Betelgeuse přitáhly horký materiál na jeho povrch, kde se ochladil, než spadl zpět do interiéru.

„jednoduchý způsob, jak zjistit mezi těmito možnostmi, je určit účinnou povrchovou teplotu Betelgeuse,“ řekl Massey.

měření teploty hvězdy není jednoduchý úkol. Vědci nemohou jen tak namířit teploměr na hvězdu a získat odečet. Ale při pohledu na spektrum světla vycházející z hvězdy mohou astronomové vypočítat jeho teplotu.

„Emily a já jsme byli v kontaktu ohledně Betelgeuse a oba jsme se shodli, že zjevnou věcí je získat spektrum,“ řekl Massey. „Už jsem měl pozorovací čas naplánováno na 4.3-metr Lowell Objev Dalekohledu, a věděl jsem, že když jsem si hrál trochu bych být schopen získat dobré spektra i přes Betelgeuse stále jednou z nejjasnějších hvězd na obloze.“

světlo z jasných hvězd je často příliš silný pro detailní spektra, ale Massey zaměstnán filtr, který účinně „tlumit“ signálu tak, že by moje spektra pro konkrétní podpis: absorbance světla u molekul oxidu titanu.

oxid titaničitý se podle Levesque může tvořit a hromadit v horních vrstvách velkých, relativně chladných hvězd, jako je Betelgeuse. Absorbuje určité vlnové délky světla a zanechává výmluvné „kopečky“ ve spektru červených supergiantů, které mohou vědci použít k určení povrchové teploty hvězdy.

podle jejich výpočtů byla průměrná povrchová teplota Betelgeuse v únoru. 14 byl o 3,325 stupňů Celsia, nebo 6,017 F., Že je pouze 50-100 stupňů Celsia chladnější, než je teplota, které tým — včetně Massey a Levesque — se vypočítá jako Betelgeuse je teplota povrchu v roce 2004, a roky před jeho dramatické stmívání začalo.

Tato zjištění zpochybňují, že Betelgeuse je stmívání, protože jedna hvězda je masivní konvekční buňky přinesl horký plyn z vnitřku k povrchu, kde se ochladí. Mnoho hvězd má tyto konvekční buňky, včetně našeho vlastního slunce. Připomínají povrch hrnce s vroucí vodou, řekl Levesque. Ale vzhledem k tomu, že konvekční buňky na naše slunce, jsou četné a relativně malé — zhruba velikosti Texasu nebo Mexika — červené veleobry, jako je Betelgeuse, které jsou větší, chladnější a slabší gravitace, sport jen tři nebo čtyři masivní konvekční buňky, které se táhnou přes velkou část jejich plochy.

simulace obr konvekční buňky na hypotetického červeného veleobra.Bernd Freytag/Uppsala University,

Pokud jeden z těchto obrovských buněk se zvýšil na Betelgeuse je povrch, Levesque a Massey zapsat podstatně větší pokles teploty, než to, co vidí, v letech 2004 až 2020.

obrázek Betelgeuse zachycený v roce 2017 Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ukazující pravděpodobné konvekční buňky na povrchu.ALMA / ESO/NAOJ/NRAO / E. O ‚ Gorman / P. Kervella

„srovnání s naším spektrem z roku 2004 okamžitě ukázalo, že se teplota výrazně nezměnila,“ řekl Massey. „Věděli jsme, že odpověď musí být prach.“

Astronomové pozorovali oblaka prachu kolem druhé červené veleobry, a další pozorování mohou odhalit podobný nepořádek kolem Betelgeuse.

během posledních několika týdnů se Betelgeuse skutečně začala znovu rozjasňovat, i když mírně. I když nedávné stmívání nebylo známkou toho, že hvězda brzy exploduje, Levesque a Massey, to není důvod přestat hledat.

„červené supergianty jsou velmi dynamické hvězdy,“ řekl Levesque. „Čím více se můžeme dozvědět o jejich normálním chování — kolísání teploty, prachu, konvekčních buňkách — tím lépe je můžeme pochopit a rozpoznat, kdy se může stát něco skutečně jedinečného, jako je supernova.“

výzkum byl financován z grantů společnosti Lowell Observatory, Research Corporation for Scientific Advancement a National Science Foundation.

pro více informací kontaktujte Levesque na adrese [email protected] a Massey na [email protected].

značka(značky): astronomie & astrofyzika * Vysoká škola umění & vědy * Katedra astronomie * Emily Levesque