a Betelgeuse tompítása valószínűleg nem hideg, csak poros, új tanulmány mutatja

hírek | Kutatás | Tudomány

március 6, 2020

a Betelgeuse csillag megfigyelése az ESO nagyon nagy távcsöve által 2019 januárjában és decemberében, amelyek a csillag jelentős tompulását mutatják.ESO / M. Montargcinclips et al.

tavaly év végén hírek érkeztek arról, hogy a Betelgeuse csillag jelentősen elhalványult, végül a szokásos fényerejének körülbelül 40% – ára esett vissza. A tevékenység táplálta a népszerű spekulációt, miszerint a vörös szuperóriás hamarosan hatalmas szupernóvaként robban fel.

de a csillagászoknak jóindulatú elméleteik vannak a csillag tompító viselkedésének magyarázatára. A Washingtoni Egyetem és a Lowell Obszervatórium tudósai úgy vélik, hogy támogatják az egyiket: a Betelgeuse nem tompul, mert felrobban — csak poros.

a papír elfogadott Astrophysical Journal Letters és megjelent a preprint oldalon arXiv, Emily Levesque, a uw docense a csillagászat, és Philip Massey, csillagász Lowell Observatory, jelentés, hogy megfigyelések Betelgeuse venni február. 14 Az Arizonai Flagstaff-ban az obszervatórium lehetővé tette számukra a csillag átlagos felületi hőmérsékletének kiszámítását. Felfedezték, hogy a Betelgeuse lényegesen melegebb a vártnál, ha a legutóbbi tompítást a csillag felületének lehűlése okozta.

az új számítások alátámasztják azt az elméletet, hogy a Betelgeuse — mint sok vörös szuperóriás csillag hajlamos erre — valószínűleg valamilyen anyagot szedett le külső rétegeiből.

a VY Canis Majoris látható fényképe, egy vörös szuperóriás csillag, amelyet nagyrészt elhomályosít a por, 2005-ben készült.NASA / ESA / R. Humphreys / Minnesota Egyetem

“ezt mindig látjuk a vörös szuperóriásokban, és ez az életciklusuk normális része” – mondta Levesque. “A vörös szuperóriások időnként anyagot bocsátanak ki a felületükről, amely porként kondenzálódik a csillag körül. Ahogy lehűl és eloszlik, a porszemek elnyelik a felénk tartó fény egy részét, és elzárják a látást.”

még mindig igaz: a csillagászok arra számítanak, hogy a Betelgeuse szupernóvaként felrobban a következő 100 000 évben, amikor a magja összeomlik. De a csillag tompítása, amely októberben kezdődött, Massey szerint nem feltétlenül volt a közelgő szupernóva jele.

az egyik elmélet az volt, hogy az újonnan képződött por elnyeli a Betelgeuse fényének egy részét. Egy másik azt állította, hogy a Betelgeuse-ban lévő hatalmas konvekciós cellák forró anyagot húztak fel a felületére, ahol lehűlt, mielőtt visszaesett a belső térbe.

“egy egyszerű módja annak, hogy meg lehessen mondani ezeket a lehetőségeket, hogy meghatározzuk a Betelgeuse tényleges felületi hőmérsékletét” – mondta Massey.

a csillag hőmérsékletének mérése nem egyszerű feladat. A tudósok nem mutathatnak csak úgy egy hőmérőt egy csillagra, hogy leolvassák. De ha megnézzük a csillagból származó fény spektrumát, a csillagászok kiszámíthatják annak hőmérsékletét.”Emily és én kapcsolatba léptünk a Betelgeuse-szal, és mindketten egyetértettünk abban, hogy a nyilvánvaló dolog az, hogy egy spektrumot kapjunk” – mondta Massey. “A 4,3 méteres Lowell Discovery távcsővel már terveztem megfigyelési időt, és tudtam, hogy ha egy kicsit játszom, akkor jó spektrumot kaphatok, annak ellenére, hogy a Betelgeuse még mindig az egyik legfényesebb csillag az égen.”

a fényes csillagok fénye gyakran túl erős a részletes spektrumhoz, de Massey olyan szűrőt alkalmazott, amely hatékonyan “tompította” a jelet, hogy a spektrumot egy adott aláíráshoz bányászhassák: a fény abszorbanciáját titán-oxid molekulák.

titán-oxid képződhet és felhalmozódhat a nagy, viszonylag hűvös csillagok felső rétegeiben, mint a Betelgeuse, a Levesque szerint. Elnyeli a fény bizonyos hullámhosszait, így az árulkodó “gombócok” a vörös szuperóriások spektrumában maradnak, amelyeket a tudós felhasználhat a csillag felszíni hőmérsékletének meghatározására.

számításaik szerint a Betelgeuse átlagos felületi hőmérséklete februárban. Az 14 körülbelül 3,325 Celsius fok volt, vagy 6,017 F. Ez csak 50-100 Celsius fokkal hűvösebb, mint az a hőmérséklet, amelyet egy csapat — köztük Massey és Levesque — kiszámított a Betelgeuse felszíni hőmérsékleteként 2004-ben, évekkel azelőtt, hogy drámai tompítása megkezdődött.

Ezek az eredmények kétségbe vonják, hogy a Betelgeuse tompul, mert a csillag egyik hatalmas konvekciós cellája forró gázt hozott a belsejéből a felszínre, ahol lehűlt. Sok csillag rendelkezik ezekkel a konvekciós sejtekkel, beleértve a saját napunkat is. Hasonlítanak egy fazék forrásban lévő víz felületére-mondta Levesque. De míg a nap konvekciós sejtjei számos és viszonylag kicsi — nagyjából akkora, mint Texas vagy Mexikó-a vörös szuperóriások, mint a Betelgeuse, amelyek nagyobbak, hűvösebbek és gyengébb gravitációjúak, csak három vagy négy masszív konvekciós cellát sportolnak, amelyek felületük nagy részén nyúlnak.

óriás konvekciós sejtek szimulációja egy hipotetikus vörös szuperóriás csillagon.Bernd Freytag / Uppsala Egyetem

Ha az egyik ilyen hatalmas sejt a Betelgeuse felszínére emelkedett volna, Levesque és Massey lényegesen nagyobb hőmérséklet-csökkenést regisztrált volna, mint amit 2004 és 2020 között láttak.

a Betelgeuse képe, amelyet 2017-ben rögzített az Atacama Large Millimeter/submillimeter tömb, amely valószínű konvekciós sejteket mutat a felszínen.ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / E. O ‘ Gorman / P. Kervella

“a 2004-es spektrumunkkal való összehasonlítás azonnal megmutatta, hogy a hőmérséklet nem változott jelentősen” – mondta Massey. “Tudtuk, hogy a válasznak pornak kell lennie.”a csillagászok porfelhőket figyeltek meg más vörös szuperóriások körül, és további megfigyelések hasonló rendetlenséget mutathatnak a Betelgeuse körül.

az elmúlt hetekben a Betelgeuse valóban újra ragyogni kezdett, bár kissé. Még ha a legutóbbi tompítás nem is jelzi, hogy a csillag hamarosan felrobban, Levesque és Massey számára, ez nem ok arra, hogy hagyja abba a keresést.

“A Vörös szuperóriások nagyon dinamikus csillagok” – mondta Levesque. “Minél többet tudunk meg a normális viselkedésükről — hőmérséklet-ingadozásokról, porról, konvekciós sejtekről—, annál jobban megértjük őket, és felismerjük, mikor történhet valami igazán egyedi, például egy szupernóva.”

a kutatást a Lowell Observatory, a Research Corporation for Scientific Advancement és a National Science Foundation támogatta.

további információért vegye fel a kapcsolatot Levesque at [email protected] és Massey a [email protected].

Tag(ok): csillagászat & asztrofizika * Művészeti Főiskola & tudományok * csillagászati Tanszék * Emily Levesque