Тайна необычного поведения Бетельгейзе

10.10.2020 19:30

Учеными раскрыта тайна необычного поведения Бетельгейзе. Резкое падение яркости звезды связали с гигантскими пятнами на ее поверхности.

В последние несколько месяцев Бетельгейзе – яркая гигантская звезда в созвездии Орион – привлекла внимание астрономов необычно резким падением яркости. В попытках объяснить ее поведение ученые предлагали несколько объяснений, в том числе выброс пыли умирающим светилом, которая заслонила ее диск и сделала тусклее. Однако исследование, проведенное командой из Института астрономии им. Макса Планка (Германия), с одной стороны, указало на несостоятельность этой гипотезы, а с другой – предложило наиболее вероятный сценарий, лежащий в основе колебания светимости Бетельгейзе. Выводы ученых представлены в журнале Astrophysical Journal Letters.

«К концу своей жизни звезды переходят в фазу красного гиганта. По мере того, как запас топлива у них заканчивается, меняются процессы, благодаря которым они выделяют энергию. В результате звезды раздуваются, становятся нестабильными и пульсируют с периодами в сотни или даже тысячи дней, которые мы видим как колебание яркости. Бетельгейзе – это так называемый красный сверхгигант, звезда, которая по сравнению с нашим Солнцем примерно в 20 раз массивнее и примерно в 1000 раз больше. Если ее поместить в центр Солнечной системы, то она почти достигнет орбиты Юпитера», – рассказывают авторы исследования.

Размер Бетельгейзе в сравнении с Солнечной системой. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O. Gorman/P. Kervella

Из-за гигантского размера Бетельгейзе гравитационное притяжение на ее поверхности меньше, чем было бы на звезде той же массы, но с меньшим радиусом. Следовательно, пульсации могут относительно легко вытолкнуть ее наружные слои. Выпущенный газ охлаждается и превращается в пыль, становясь источником некоторых тяжелых элементов во Вселенной, из которых в конечном итоге образуются планеты и живые организмы. Ранее астрономы рассматривали выброс светопоглощающей пыли как наиболее вероятную причину резкого снижения яркости Бетельгейзе.

Чтобы проверить эту гипотезу, астрономы проанализировали новые и архивные данные наблюдений Бетельгейзе в субмиллиметровом диапазоне, используемом для изучения межзвездной пыли, особенно холодной.

«Нас удивило то, что Бетельгейзе стало темнее на 20% даже в субмиллиметровом диапазоне. Опыт показывает, что такое поведение несовместимо с наличием пыли. Для более точной оценки и проверки наших выводов мы рассчитали, какое влияние окажет пыль на измерения в этом спектральном диапазоне. Оказалось, что уменьшение яркости в субмиллиметровом диапазоне никак нельзя объяснить увеличением пыли. Поэтому сама звезда, скорее всего, вызвала изменение яркости», – добавили авторы исследования.

Тайна необычного поведения Бетельгейзе Снимок Бетельгейзе, полученный в декабре 2019 года. Credit: ESO/M. Montargès et al.

Известно, что светимость звезды зависит от ее диаметра и от температуры поверхности. При этом, если размер звезды уменьшается, то светимость падает одинаково на всех длинах волн. Однако изменение температуры по-разному влияет на излучение, испускаемое вдоль электромагнитного спектра. По мнению авторов исследования, совокупное измеренное затемнение в видимом и субмиллиметровом диапазонах свидетельствует именно о снижении средней температуры поверхности Бетельгейзе, предположительно на 200 градусов по Цельсию.

«Асимметричное распределение температуры более вероятно. Изображения с высоким разрешением Бетельгейзе от декабря 2019 года показывают области различной яркости. Вместе с нашим результатом это явный признак того, что огромные звездные пятна покрывают от 50 до 70% ее видимой поверхности и имеют более низкую температуру, чем яркая фотосфера. Наблюдения в ближайшие годы на новых инструментах ответят нам на вопрос, связано ли резкое уменьшение яркости Бетельгейзе с циклом, аналогичным 11-летнему солнечному. В любом случае, Бетельгейзе является интересным объектом для будущих исследований», – заключили авторы исследования.

Источник: intrest.ru

Источник