Dimming Betelgeuse probabil nu este rece, doar praf, noi studii arată

Comunicate de presă | cercetare | știință

6 martie 2020

observații ale stelei Betelgeuse luate de Telescopul foarte mare al ESO în ianuarie și decembrie 2019, care arată diminuarea substanțială a stelei.ESO / M. Montargicecifts și colab.

la sfârșitul anului trecut, au apărut știri că steaua Betelgeuse se estompează semnificativ, scăzând în cele din urmă la aproximativ 40% din luminozitatea obișnuită. Activitatea a alimentat speculațiile populare că supergigantul roșu va exploda în curând ca o supernovă masivă.

dar astronomii au teorii mai benigne pentru a explica comportamentul de estompare al stelei. Și oamenii de știință de la Universitatea din Washington și Observatorul Lowell cred că au sprijin pentru unul dintre ei: Betelgeuse nu se întunecă pentru că este pe cale să explodeze — este doar praf.

într-o lucrare acceptată în Astrophysical Journal Letters și publicată pe site-ul de preimprimare arXiv, Emily Levesque, profesor asociat de astronomie UW și Philip Massey, astronom la Observatorul Lowell, raportează că observațiile lui Betelgeuse luate în februarie. 14 la Flagstaff, Arizona, Observatorul le-a permis să calculeze temperatura medie a suprafeței stelei. Ei au descoperit că Betelgeuse este semnificativ mai cald decât se aștepta dacă întunecarea recentă a fost cauzată de răcirea suprafeței stelei.noile calcule susțin teoria conform căreia Betelgeuse — așa cum sunt predispuse să facă multe stele supergigante roșii — a îndepărtat probabil unele materiale din straturile sale exterioare.

„vedem acest lucru tot timpul în supergigantele roșii și este o parte normală a ciclului lor de viață”, a spus Levesque. „Supergiganții roșii vor vărsa ocazional material de pe suprafețele lor, care se vor condensa în jurul stelei sub formă de praf. Pe măsură ce se răcește și se disipează, boabele de praf vor absorbi o parte din lumina care se îndreaptă spre noi și ne vor bloca vederea.”

este încă adevărat: astronomii se așteaptă ca Betelgeuse să explodeze ca o supernovă în următorii 100.000 de ani când nucleul său se prăbușește. Dar întunecarea stelei, care a început în octombrie, nu a fost neapărat un semn al unei supernove iminente, potrivit lui Massey.

o teorie a fost că praful nou format absorbea o parte din lumina lui Betelgeuse. Un altul a susținut că celulele uriașe de convecție din Betelgeuse au atras material fierbinte până la suprafața sa, unde s-a răcit înainte de a cădea înapoi în interior.”o modalitate simplă de a spune între aceste posibilități este de a determina temperatura efectivă a suprafeței Betelgeuse”, a spus Massey.

măsurarea temperaturii unei stele nu este o sarcină simplă. Oamenii de știință nu pot doar să îndrepte un termometru către o stea și să obțină o citire. Dar uitându-se la spectrul de lumină emanat de o stea, astronomii îi pot calcula temperatura.”Emily și cu mine am fost în contact cu Betelgeuse și amândoi am fost de acord că lucrul evident de făcut era să obținem un spectru”, a spus Massey. „Aveam deja programat timpul de observare pe telescopul Lowell Discovery de 4,3 metri și știam că dacă mă voi juca puțin, voi putea obține un spectru bun, în ciuda faptului că Betelgeuse este încă una dintre cele mai strălucitoare stele de pe cer.”

lumina stelelor strălucitoare este adesea prea puternică pentru un spectru detaliat, dar Massey a folosit un filtru care a” amortizat ” efectiv semnalul, astfel încât să poată extrage spectrul pentru o anumită semnătură: absorbția luminii de către moleculele de oxid de titan.

oxidul de titan se poate forma și acumula în straturile superioare ale unor stele mari, relativ reci, cum ar fi Betelgeuse, potrivit lui Levesque. Absoarbe anumite lungimi de undă ale luminii, lăsând „linguri” indicatoare în spectrul supergigantelor roșii pe care omul de știință le poate folosi pentru a determina temperatura suprafeței stelei.

prin calculele lor, temperatura medie a suprafeței Betelgeuse pe Februarie. 14 a fost de aproximativ 3.325 de grade Celsius, sau 6.017 F. Aceasta este cu doar 50-100 de grade Celsius mai rece decât temperatura pe care o echipă — inclusiv Massey și Levesque — o calculase ca temperatura suprafeței Betelgeuse în 2004, cu ani înainte de începerea diminuării dramatice.

aceste descoperiri pun la îndoială faptul că Betelgeuse se întunecă, deoarece una dintre celulele masive de convecție ale stelei a adus gaz fierbinte din interior la suprafață, unde s-a răcit. Multe stele au aceste celule de convecție, inclusiv Soarele nostru. Ele seamănă cu suprafața unui vas cu apă clocotită, a spus Levesque. Dar, în timp ce celulele de convecție de pe Soarele nostru sunt numeroase și relativ mici — aproximativ de mărimea Texasului sau Mexicului — supergigantele roșii precum Betelgeuse, care sunt mai mari, mai reci și au o gravitație mai slabă, au doar trei sau patru celule masive de convecție care se întind pe o mare parte din suprafețele lor.

o simulare a celulelor de convecție gigantice pe o stea supergigantă roșie ipotetică.Bernd Freytag / Universitatea Uppsala

dacă una dintre aceste celule masive ar fi crescut la suprafața Betelgeuse, Levesque și Massey ar fi înregistrat o scădere substanțial mai mare a temperaturii decât ceea ce văd între 2004 și 2020.

o imagine a Betelgeuse capturată în 2017 de Atacama large Millimeter / submillimeter Array, care arată celule probabile de convecție la suprafață.ALMA / ESO/NAOJ/NRAO/E. O ‘ Gorman / P. Kervella

„o comparație cu spectrul nostru din 2004 a arătat imediat că temperatura nu s-a schimbat semnificativ”, a spus Massey. „Știam că răspunsul trebuie să fie praf.”

astronomii au observat nori de praf în jurul altor supergigante roșii, iar observațiile suplimentare pot dezvălui aglomerări similare în jurul Betelgeuse.în ultimele săptămâni, Betelgeuse a început să se lumineze din nou, deși ușor. Chiar dacă întunecarea recentă nu a fost un indiciu că steaua va exploda în curând, pentru Levesque și Massey, acesta nu este un motiv să nu mai căutați.

„supergigantele roșii sunt stele foarte dinamice”, a spus Levesque. „Cu cât putem afla mai multe despre comportamentul lor normal — fluctuații de temperatură, praf, celule de convecție — cu atât mai bine le putem înțelege și recunoaște când s-ar putea întâmpla ceva cu adevărat unic, cum ar fi o supernova.”

cercetarea a fost finanțată prin granturi către Observatorul Lowell, Research Corporation for Scientific Advancement și National Science Foundation.

pentru mai multe informații, contactați Levesque la [email protected] și Massey la [email protected].

etichetă(etichete): astronomie & astrofizică • Colegiul de Arte & științe • Departamentul de astronomie * Emily Levesque