|
Новое образование на кипящей поверхности Бетельгейзе
|
|
|
|
Бетельгейзе - хорошо известная красная сверхгигантская звезда в созвездии Ориона. Недавно она привлекла к себе много внимания не только потому, что колебания ее яркости привели к предположениям о том, что взрыв может быть неизбежен, но и потому, что наблюдения показали, что она вращается намного быстрее, чем ожидалось. Эта последняя интерпретация теперь поставлена под сомнение международной командой, возглавляемой астрономами из Института астрофизики Макса Планка, которые предполагают, что кипящую поверхность Бетельгейзе можно ошибочно принять за вращение даже в самые совершенные телескопы. Другие астрономы активно анализируют новые данные наблюдений, чтобы проверить такие гипотезы. Являясь одной из самых ярких звезд северного полушария, Бетельгейзе можно легко найти невооруженным глазом в созвездии Ориона. Бетельгейзе - одна из самых больших известных звезд. При диаметре более 1 миллиарда километров она почти в 1000 раз больше Солнца.
|
|
|
|
Если бы она находилась в нашей Солнечной системе, она поглотила бы Землю, а ее атмосфера достигла бы Юпитера. Предполагается, что звезда такого размера не должна вращаться быстро. В процессе своей эволюции большинство звезд расширяются и замедляют вращение, чтобы сохранить угловой момент. Однако недавние наблюдения показали, что Бетельгейзе вращается довольно быстро (со скоростью 5 км/с), на два порядка быстрее, чем должна вращаться одна эволюционировавшая звезда. Наиболее убедительные доказательства вращения Бетельгейзе получены с помощью большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA). 66 антенн ALMA работают вместе, как если бы они были одним гигантским телескопом. Они используют метод, известный как интерферометрия, при котором две или более антенн улавливают сигнал из Вселенной и объединяют усилия для анализа сигнала и получения информации об источнике его излучения.
|
|
|
Используя этот метод, астрономы обнаружили карту дипольных лучевых скоростей на внешнем слое Бетельгейзе: кажется, что половина звезды приближается к нам, а другая половина, кажется, удаляется. Это наблюдение, наряду с предыдущими исследованиями, привело к интерпретации того, что Бетельгейзе быстро вращается. Такая интерпретация была бы очевидной, если бы Бетельгейзе была идеально круглой сферой. Однако поверхность Бетельгейзе - это живой мир, управляемый физическим процессом, называемым конвекцией. Мы можем наблюдать конвекцию в нашей повседневной жизни, когда кипятим воду, но на Бетельгейзе этот процесс гораздо более бурный: кипящие пузырьки могут быть размером с орбиту Земли вокруг Солнца, покрывая большую часть поверхности Бетельгейзе. Они поднимаются и опускаются со скоростью до 30 км/с, быстрее, чем любой космический корабль с экипажем. Основываясь на этой физической картине, международная команда во главе с Цзин-Цзе Ма, аспирантом Института астрофизики Макса Планка, теперь предлагает альтернативное объяснение карты дипольных скоростей Бетельгейзе: кипящая поверхность Бетельгейзе имитирует вращение.
|
|
|
|
Скопление кипящих пузырьков поднимается с одной стороны звезды, а другая группа пузырьков опускается с другой стороны. Из-за ограниченного разрешения телескопа ALMA такие конвективные движения были бы размыты при реальных наблюдениях, что привело бы к получению карты дипольных скоростей. Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters. Команда разработала новый пакет постобработки для получения синтетических изображений ALMA и субмиллиметровых спектров на основе трехмерного моделирования гидродинамики излучения невращающихся красных звезд-сверхгигантов. В 90% симуляций звезда интерпретировалась бы как вращающаяся со скоростью несколько км/с просто из-за крупномасштабных кипящих движений на поверхности, которые неясно видны в телескоп ALMA. Необходимы дальнейшие наблюдения, чтобы лучше оценить быстрое вращение Бетельгейзе, и команда сделала прогнозы для будущих наблюдений с более высоким пространственным разрешением. К счастью, другие астрономы уже провели наблюдения Бетельгейзе с более высоким разрешением в 2022 году. Прямо сейчас анализируются новые данные, которые проверят предсказания и помогут раскрыть тайну Бетельгейзе.
|
|
|
|
"Большинство звезд - всего лишь крошечные светящиеся точки на ночном небе. Бетельгейзе настолько невероятно велика и близка, что с помощью самых лучших телескопов это одна из очень немногих звезд, где мы действительно наблюдаем и изучаем ее кипящую поверхность. Это все еще немного напоминает научно-фантастический фильм, как будто мы отправились туда, чтобы увидеть это вблизи", - говорит соавтор Сельма де Минк (директор Института астрофизики Макса Планка). "И результаты настолько захватывающие. Если Бетельгейзе все-таки быстро вращается, то мы думаем, что она, должно быть, раскрутилась после того, как съела маленькую звезду-компаньона, которая вращалась вокруг нее". "Мы до сих пор многого не понимаем о гигантских кипящих звездах, таких как Бетельгейзе", - говорит соавтор Андреа Кьявасса, астроном CNRS. "Как они на самом деле работают? Как они теряют массу? Какие молекулы могут образовываться при их истечении? Почему Бетельгейзе внезапно стала менее яркой? Мы очень усердно работаем над тем, чтобы наши компьютерные симуляции становились все лучше и лучше, но нам действительно нужны невероятные данные с таких телескопов, как ALMA".
|
|
|
|
Источник
|
