Un punct rece și un râs stelar au dus la o atenuare ciudată a Betelgeuse

Datorită unui nou studiu realizat cu telescoape ESO, știm acum că scăderea luminii lui Betelgeuse a fost rezultatul unui „voal prăfuit” care s-a format din materialul care a ieșit din el. Credit: ESO / L. Calçada.

În decembrie 2019, astronomii au observat o estompare stranie și dramatică a luminii din Betelgeuse, o stea roșie aprinsă în constelația Orion. S-au minunat de fenomen și s-au întrebat dacă acesta este un semn că steaua era pe punctul de a deveni o supernovă. Câteva luni mai târziu, au redus explicațiile cele mai probabile la două: o zonă rece de scurtă durată de pe suprafața sudică a stelei (similară cu o pată solară) sau un grup de praf care face steaua mai întunecată pentru ei. Acum avem răspunsul nostru, conform o hârtie nouă publicat în revista Nature. Praful este principalul vinovat, dar este legat de scurta apariție a unui punct rece.

Ca John Timmer d’Ars raportat anul trecut, Betelgeuse este una dintre cele mai apropiate stele masive de Pământ, la aproximativ 700 de ani lumină distanță. Este o stea veche care a ajuns la stadiul în care străluceste într-un roșu plictisitor și se extinde, miezul fierbinte având doar o prindere gravitațională slabă pe straturile sale exterioare. Steaua are ceva asemănător cu bătăile inimii, deși extrem de lent și neregulat. În timp, steaua trece prin perioade în care suprafața sa se extinde și apoi se contractă.

Unul dintre aceste cicluri este destul de regulat și durează puțin peste cinci ani. În plus, există un ciclu mai scurt și mai neregulat, care durează de la mai puțin de un an la un an și jumătate. Deși sunt ușor de urmărit cu telescoapele de la sol, aceste modificări nu provoacă un fel de schimbări drastice în lumina stelelor care ar explica contabilitatea schimbărilor observate la evenimentul de estompare.

La sfârșitul anului 2019, Betelgeuse se estompase atât de mult încât diferența era vizibilă cu ochiul liber. Atenuarea a persistat, scăzând luminozitatea cu 35% la jumătatea lunii februarie, înainte de a lumina din nou în aprilie 2020.

Telescoapele îndreptate spre uriaș au putut determina că, mai degrabă decât o scădere puternică și uniformă a luminanței, gradația Betelgeuse a fost distribuit inegal, dând stelei o formă ciudată, zdrobită când este văzută de pe Pământ. Acest lucru a ridicat multe întrebări despre ceea ce se întâmpla cu gigantul, unii experți speculând că, din cauza dimensiunii și vârstei înaintate a lui Betelgeuse, comportamentul ciudat a fost un semn al unei supernove aflate în devenire.

Până la mijlocul anului 2020, astronomii se răzgândiseră. O echipă internațională de observatori a îndreptat telescopul spațial Hubble către Betelgeuse înainte, în timpul și după evenimentul de gradare. Combinate cu observații punctuale pe sol, aceste date UV au indicat că o râseală mare care a format un nor de praf în apropierea stelei ar fi putut cauza întunecarea stelei.

„Cu Hubble, am putut vedea materialul pe măsură ce părăsea suprafața stelei și se deplasa prin atmosferă, înainte ca praful să se formeze și steaua să pară că se întunecă”. spune Andrea Dupree, un astronom de la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics care a făcut aceste observații. Este, de asemenea, co-autor al noului articol.

Mărește / Aceste imagini, realizate cu instrumentul SPHERE al telescopului foarte mare al ESO, arată suprafața stelei supergigante roșii Betelgeuse în timpul gradației sale fără precedent. Imaginea din stânga, făcută în ianuarie 2019, arată steaua la luminozitatea normală. Imaginile rămase, din decembrie 2019, ianuarie 2020 și martie 2020, au fost realizate toate când luminozitatea stelei a scăzut considerabil.

ESO / M. Montargès și colab.

Descoperirile de anul trecut au arătat că un strat exterior al stelei, numit fotosfera, a început să se accelereze inegal chiar înainte ca Betelgeuse să înceapă să se întunece. La vârf, fotosfera se deplasa cu aproximativ șapte kilometri pe secundă, inversând forța exterioară pe măsură ce gradarea stelei a devenit mai dramatică.

Dupree și colegii săi au sugerat că atunci când steaua s-a dezvoltat într-unul din ciclurile sale obișnuite, o parte a suprafeței a accelerat mult mai repede, datorită unei celule de convecție care a călătorit din interiorul stelei pe suprafața sa. Aceste două evenimente combinate au împins suficient material suficient de departe de stea pentru ca aceasta să se răcească, formând praful de stele. Acest praf ar putea explica întunecarea.

Noul articol al Naturei se extinde pe aceste observații anterioare din imaginile capturate de Telescopul foarte mare (VLT) al Observatorului European Sudic (ESO) în ianuarie și martie 2020. „Pentru o dată, am văzut apariția unei stele. Schimbarea în timp real pe o scară de săptămâni “, a spus coautorul Miguel Montargès, Observatorul de la Paris, Franța și KU Leuven, Belgia.

Aceste imagini, combinate cu observațiile anterioare din ianuarie și decembrie 2019, au permis astronomilor să asiste direct la formarea prafului de stele, potrivind observațiile lui Dupree și ale colegilor săi anul trecut. Echipa ESO a concluzionat că o bulă de gaz a fost evacuată și împinsă mai departe de pulsația exterioară a stelei. Când la suprafață a apărut o zonă rece din cauza convecției, scăderea temperaturii locale a fost suficientă pentru a condensa elementele mai grele (cum ar fi siliciu) în praf solid, formând un voal prăfuit care masca strălucirea stelei în emisfera sa sudică. Astronomii cred că o expulzare similară a prafului de stele rece ar putea deveni în cele din urmă elemente constructive ale planetelor.

Echipa ESO nu a găsit dovezi care să susțină ipoteza iminentă a supernovai. “Lipsa unei concluzii explozive poate părea dezamăgitoare, dar [these] rezultatele merg dincolo de a explica o scurtă clipire de ochi de la o stea din apropiere “, a scris astronomul Universității Washington Emily Levesque (care nu este coautor) într-un comentariu la Nature. Facilitățile de generație următoare axate pe monitorizarea luminozității stelare în timp sau studierea semnăturii prafului în spectrul infraroșu al stelelor s-ar putea dovedi neprețuit în extinderea lecțiilor învățate aici. “

Una dintre aceste facilități de generație următoare este cea a ESO Telescop extrem de mare (ELT), a cărui primă lumină este programată pentru 2026. „Cu capacitatea de a ajunge la rezoluții spațiale de neegalat, ELT ne va permite să ne imaginăm direct Betelgeuse cu detalii remarcabile”, a spus co-autorul Emily Cannon al KU Leuven. „De asemenea, va extinde în mod semnificativ eșantionul de super-giganți roșii pentru care putem rezolva la suprafață prin imagini directe, ajutându-ne în continuare să descoperim misterele din spatele vânturilor acestor stele masive.”

DOI: Natura, 2021. 10.1038 / s41586-021-03546-8 (Despre DOI).

Această animație combină patru imagini reale ale stelei supergigante roșii Betelgeuse, prima luată în ianuarie 2019 și celelalte realizate în decembrie 2019, ianuarie 2020 și martie 2020, în timpul gradației fără precedent a stelei.

Imagine de listare de ESO / M. Montargès și colab.

READ  Această tehnică poate fi utilizată pentru a alimenta un dispozitiv care va rula timp de un an cu puțină putere.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *