№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Ученые выяснили, почему потемнела яркая звезда в созвездии Ориона

Фото: MPIA

Бетельгейзе в представлении художника

Исследователи поняли это благодаря метеорологическому спутнику.

На художественной иллюстрации красного сверхгиганта Бетельгейзе его поверхность покрыта крупными пятнами, которые уменьшают его яркость. Во время своих пульсаций такие звезды регулярно выделяют газ, который конденсируется в пыль. И именно это вызвало явление, которые ученые наблюдали в 2019-2020 годах и назвали «Великим потемнением» Бетельгейзе.

Бетельгейзе – это яркая звезда в созвездии Ориона. Поскольку это переменная звезда, ее яркость меняется от 0,0 до 1,3 звездной величины. Однако с осени 2019 года блеск Бетельгейзе начал падать вплоть до 1,9 звездной величины. Это породило версии, что звезда вот-вот взорвется как сверхновая II типа.

В новой статье, которую опубликовали японские астрономы, представлены данные с японского метеорологического спутника, который случайно наблюдал за Бетельгейзе в период затемнения.

Ученые, анализирующие событие, использовали преимущественно данные наземных оптических телескопов. Астрономы в основном пришли к выводу, что потускнение Бетельгейзе было результатом либо охлаждения ее поверхности, либо образования новой полосы пыли вокруг нее, либо того и другого.

Но наземные телескопы не могут видеть сквозь пыль и газ в космосе, для чего требуется инфракрасное зрение. Это связано с тем, что атмосфера Земли блокирует инфракрасное излучение, а также рентгеновские лучи, гамма-лучи и большинство ультрафиолетовых лучей.

Таким образом, только космические обсерватории могут видеть инфракрасный свет, включая метеорологические спутники, такие как Himawari-8, один из геостационарных метеорологических спутников Японского метеорологического агентства.

«Я поговорил с коллегой Синсуке Уно об использовании метеорологических спутников для астрономии и обнаружил, что Бетельгейзе находится в поле зрения Himawari-8, поняв, что, возможно, так можно исследовать "Великое потемнение" Бетельгейзе», – Дайсуке Танигути, ведущий автор исследования из Токийского университета.

Himawari-8 находится на высоте 35 786 километров над экватором Земли с 2015 года для изучения погоды и стихийных бедствий (включая извержение вулкана Хунга Тонга-Хунга Хаапай 15 января). Хотя спутник снимает Землю каждые 10 минут, по краям его изображений видны звезды.

Танигути и его коллеги изучили изображения Бетельгейзе на снимках Himawari-8 и измерили яркость звезды в период с января 2017 года по июнь 2021 года.

«В оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах околозвездная пыль скрывает свет от поверхности звезды. Однако околозвездная пыль излучает только средний инфракрасный свет. Наблюдая за таким средним инфракрасным светом, мы можем увидеть саму пыль и можем напрямую измерить количество пыли вокруг Бетельгейзе», – Дайсуке Танигути.

Исследователи пришли к выводу, что потемнение звезды было вызвано двумя факторами почти в равной пропорции: температурой Бетельгейзе, которая упала примерно на 140 градусов по Цельсию и пылью, сконденсировавшейся из теплого газа вокруг звезды.

Эта теория в целом согласуется с выводами астрономов, использующих наземные телескопы. Например, в исследовании, проведенном Китайской академией наук, упоминались гигантские солнечные пятна и колебания температуры, в то время как результаты Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории в Чили и космического телескопа Хаббла показали, что Бетельгейзе выбросила огромное облако газа, которое охладилось и сконденсировалось в пыль. 

Новые результаты ученых предполагают, что метеорологические спутники можно использовать в качестве космических телескопов для астрономии.

«Спутники позволяют нам получать высокочастотные изображения в среднем инфракрасном диапазоне, которые трудно получить с помощью обычных астрономических инструментов. Кроме того, они теряют из виду некоторые звезды на несколько месяцев, когда Солнце дрейфует перед ними», – авторы исследования.

Авторы уже начали использовать данные Himawari-8 для других звездных проектов. Группа Танигути составляет каталог изменения инфракрасной яркости старых звезд, а также фиксируют мимолетные инфракрасные сигналы.

Находящаяся на расстоянии около 548 световых лет от Земли Бетельгейзе является ближайшим красным сверхгигантом к Солнечной системе. Эта звезда примерно 900 раз больше Солнца, а ее масса составляет примерно 15-20 солнечных масс. Если бы гигант находился в центре нашей Солнечной системы, то Меркурий, Венера, Земля, Марс и пояс астероидов были бы внутри Бетельгейзе.

Когда Бетельгейзе станет сверхновой (по разным оценкам это произойдет в течение ближайших 10-100 тысяч лет), она на несколько месяцев будет сопоставима по яркости с Луной в земном небе.