Необычное поведение Бетельгейзе объяснили «кипением» атмосферы звезды

❋ 4.7

Трехмерное моделирование красных сверхгигантов позволило международной команде астрофизиков лучше понять необычные наблюдательные данные, полученные от Бетельгейзе. В своей новой работе ученые показали, что такие наблюдения можно объяснить «кипением» или, точнее, крупномасштабным конвективным движением атмосферы звезды.

Астрономия

# ALMA

# Бетельгейзе

# звезда

# красный сверхгигант

Результат моделирования «кипения» атмосферы Бетельгейзе / © Jing-Ze Ma et al, The Astrophysical Journal Letters (2024)

Бетельгейзе — одна из самых ярких звезд северного полушария и один из ближайших к Земле красных сверхгигантов. Во многом из-за расположения и размера она стала первой звездой после Солнца, для которой астрономы получили изображения диска и пятен на нём. Будь Бетельгейзе на месте нашего светила, ее атмосфера достигла бы орбиты Юпитера.

В последнее время Бетельгейзе привлекла к себе много внимания астрономов не только из-за изменения яркости, предвещающего взрыв сверхновой. Хоть взрыва и не случилось, а «великое затухание» объяснили рождением облака космической пыли, на этом странности не закончились. Наблюдения комплекса радиотелескопов ALMA, находящегося в пустыне Атакама, и последующая их интерпретация показали, что звезда вращается значительно быстрее, чем ученые ожидали от красного сверхгиганта.

В ходе эволюции большинство звезд постепенно расширяется и замедляется, чтобы сохранить свой угловой момент. Однако, учитывая наблюдательные данные ALMA, поверхность Бетельгейзе должна вращаться со скоростью более пяти километров в секунду, что на два порядка выше теоретических предсказаний. В качестве возможных объяснений исследователи выдвигали гипотезы поглощения либо соседней звезды, либо планеты.

Такая интерпретация не устроила международную группу астрофизиков под руководством специалистов из Института астрофизики Макса Планка. Исследователи предположили, что «кипящая» поверхность Бетельгейзе способна имитировать вращение. Чтобы это доказать, ученые провели трехмерное моделирование не вращающихся красных сверхгигантов, которое затем подвергли постобработке для предсказания вероятных изображений ALMA.

Анимация модели Бетельгейзе (слева) и ее обработка для предсказания вероятных изображений ALMA (по центру) в сравнении с реальными изображениями звезды (справа). На нижней панели — карты лучевых скоростей для полученных изображений. Как видно, не вращающуюся симуляцию «кипения» красного сверхгиганта можно легко принять за вращение звезды / © Jing-Ze Ma et al, The Astrophysical Journal Letters (2024)

В результате моделирования и обработки изображений астрофизики в 90 процентах случаев воспроизвели результат реальных наблюдений. Они получили изображения красных сверхгигантов со скоростью вращения поверхности в несколько километров в секунду. Результаты своей работы исследователи описали в статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal Letters.

По словам авторов, своеобразная иллюзия возникает из-за того, что скопление кипящих конвективных потоков поднимается с одной стороны звезды, в то время как другая группа опускается с другой стороны. Из-за ограниченного разрешения телескопа ALMA такие конвективные движения атмосферы красного сверхгиганта будут размыты в реальных наблюдениях. Это приведет к появлению дипольного поля скоростей (когда одна часть объекта движется в сторону наблюдателя, а другая — от него) и иллюзии вращения звезды.

«Мы многого еще не понимаем в гигантских кипящих звездах, таких как Бетельгейзе. Как они на самом деле работают? Как они теряют массу? Какие молекулы могут образовываться в них? Почему Бетельгейзе внезапно стала менее яркой? Мы усердно работаем над тем, чтобы наши компьютерные симуляции становились все лучше и лучше. Однако, чтобы проверить наши модели, нам также нужны новые, невероятно детализированные наблюдения от таких телескопов, как ALMA», — заключили авторы нового исследования.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.