Ймовірно Бетельгейзе не холоне, а лише запилена

Зірка Бетельгейзе, яка останнім часом зменшила свою яскравість і, як вважається, скоро вибухне як наднова, насправді може бути просто запиленою.

Наприкінці минулого року з'явилася новина про те, що зірка Бетельгейзе суттєво згасає – її яскравість знизилася приблизно до 40% від звичайної. Ця активність підігрівала популярні домисли про те, що червоний надгігант незабаром вибухне як масивна наднова, говориться в прес-релізі Вашингтонського університету.

Але астрономи мають більш добротливі теорії, які пояснюють згасаючу поведінку зірки. І вчені зі вказаного вишу та з Обсерваторії Лоуелла вважають, що у них є підтримка для однієї з них: Бетельгейзе не тьмяніє, бо ось-ось вибухне – це просто запилення.

У статті, прийнятій до журналу Astrophysical Journal Letters і опублікованій на сайті препринтів arXiv, доцент кафедри астрономії Емілі Левеск та астроном з Обсерваторії Лоуелла Філіп Мейсі повідомляють, що 14 лютого у Флагстафі, штат Арізона, були проведені спостереження за Бетельгейзе, які дозволили їм обчислити середню температуру поверхні зірки. Вони виявили, що Бетельгейзе значно тепліша, ніж очікувалося у тому випадку, якщо б недавнє затемнення було викликане охолодженням поверхні зірки.

Нові розрахунки підтверджують теорію про те, що Бетельгейзе – до чого схильні багато зірок-червоних надгігантів – скоріше всього скинули деяку частину матеріалу зі своїх зовнішніх шарів.

«Ми постійно бачимо це у червоних надгігантів, і це нормальна частина їх життєвого циклу, – каже Левеск. – Червоні надгіганти час від часу будуть скидати матеріал зі своїх поверхонь, який конденсується навколо зірки як пил. У міру того, як пилові зерна охолоджуються і розсіюються, вони поглинають частину світла, який прямує до нас, і блокують нам вид.»

Це все ще правда: астрономи очікують, що Бетельгейзе вибухне як наднова протягом наступних 100 тисяч років, коли її ядро колапсує. Але затемнення зірки, яке почалося в жовтні, не обов'язково було ознакою неминучого виникнення наднової, вважає Мейсі.

Одна з теорій полягала в тому, що новоутворений пил поглинав частину світла Бетельгейзе. Інша стверджувала, що величезні конвекційні осередки в Бетельгейзе підтягували гарячий матеріал до його поверхні, де він охолоджувався, перш ніж падати назад всередину.

«Простий спосіб визначитися між цими можливостями – це визначити ефективну температуру поверхні Бетельгейзе», – сказав Мейсі.

Вимірювання температуру зірки – не проста задача. Вчені не можуть просто навести термометр на зірку і отримати покази. Але, дивлячись на спектр світла, що випромінюється зіркою, астрономи можуть обчислити її температуру.

«Ми з Емілі контактували стосовно Бетельгейзе, і обоє погодилися, що потрібно очевидно зробити – це отримати спектр, – каже Мейсі. – У мене вже був запланований час на спостереження з 4,3-метрового телескопа Лоуелла, і я знав, що якщо трохи пограю, то зможу отримати хороший спектр, незважаючи на те, що Бетельгейзе все ще є однією з найяскравіших зірок на небі.»

Світло від яскравих зірок часто занадто сильне для детального спектру, але Мейсі використовував фільтр, який ефективно «приглушив» сигнал, щоб вони могли отримати спектр для конкретної сигнатури: поглинання світла молекулами оксиду титану.

За словами Левеск, оксид титану може утворюватися і накопичуватися у верхніх шарах великих, відносно прохолодних зірок, таких як Бетельгейзе. Він поглинає певні довжини хвилі світла, залишаючи показові "поглиблення" в спектрі червоних надгігантів, які вчений може використовувати для визначення температури поверхні зірки.

За їхніми підрахунками, 14 лютого середня температура поверхні Бетельгейзе становила близько 3 325 градусів за Цельсієм. Це лише на 50-100 градусів прохолодніше, ніж температура Бетельгейзе, розрахована командою, включаючи Мейсі і Левеск, у 2004 році, ще до початку його драматичного затемнення.

Ці висновки ставлять під сумнів те, що Бетельгейзе тьмяніє тому, що один з масивних конвекційних осередків зірки вивів гарячий газ зсередини на поверхню, де він захолов. Багато зірок мають ці конвекційні осередки, включаючи наше Сонце. Вони схожі на поверхню каструлі з окропом, сказала Левеск. Але, тоді як конвекційні осередки на нашому Сонці численні та відносно невеликі – приблизно розміром з Техас чи Мексику – червоні надгіганти, як Бетельгейзе, які більші, прохолодніші та слабкіші за силою тяжіння, мають лише три-чотири масивні конвекційні осередки, які простягаються на більшій частині їх поверхні.

Якби один з цих масивних осередків зійшов би на поверхню Бетельгейзе, Левеск і Массі зафіксували б значно більшу температуру, ніж ту, що вони бачать між 2004 і 2020 роками.

«Порівняння з нашим спектром 2004 року відразу показало, що температура не змінилася істотно, – каже Мейсі. – Ми знали, що відповіддю повинен бути пил.»

Астрономи спостерігали хмари пилу навколо інших червоних надгігантів, і додаткові спостереження можуть виявити подібний безлад навколо Бетельгейзе.

За останні кілька тижнів Бетельгейзе насправді знову почав світлішати, хоча і незначно. Навіть якщо недавнє затемнення не було свідченням того, що зірка незабаром вибухне, для Левеска та Мейсі це не є причиною припиняти пошуки.

«Червоні надгіганти - це дуже динамічні зірки, – каже Левеск. – Чим більше ми можемо дізнатися про їх нормальну поведінку – температурні коливання, пил, конвекційні осередки – тим краще ми зможемо їх зрозуміти і розпізнати, коли може статися щось справді унікальне, як, наприклад, наднова.»

Читайте ще цікаві новини про космос.