Бетельгейзе: Первое четкое изображение поверхности бегемота

Самое резкое когда-либо полученное изображение Бетельгейзе показывает, как сверхгигантские звезды теряют массу.

Открывая настоящее лицо бегемота
Европейская Южная обсерватория, Пресс-релиз

Используя различные методы "на грани искусства" на Очень Большом Телескопе Европейской Южной Обсерватории, две независимые команды астрономов получили наилучшие по резкости снимки звезды-сверхгиганта Бетельгейзе. Эти снимки показывают, что у звезды есть широкий шлейф газа почти такой же величины, как Солнечная Система и гигантский пузырь, кипящий на ее поверхности. Эти открытия дают важный ключ к объяснению, как такие мамонты теряют материал с такой огромной интенсивностью.

Бетельгейзе - вторая по яркости звезда в созвездии Ориона — красный сверхгигант, одна из самых больших известных нам звезд, почти в тысячу раз больше Солнца [1]. Она также одна из звезд с самой большой светимостью, излучая больше, чем 100 тысяч солнц. Такие экстремальные свойства предсказывают скорую кончину короткоживущего звездного короля. Со своим возрастом всего в несколько миллионов лет, Бетельгейзе уже приближается к концу жизни и скоро должна взорваться как сверхновая. Когда это случится, сверхновую можно будет легко видеть с Земли даже днем.

Красные сверхгиганты хранят множество загадок. Одна из них - как эти бегемоты теряют такое огромное количество материала - около массы Солнца — всего лишь в 10 тысяч лет. Две команды астрономов использовали Очень Большой Телескоп (ОБТ) Европейской Южной Обсерватории и наиболее продвинутые технологии, чтобы рассмотреть эту гигантскую звезду во всех подробностях. Их совместная работа предполагает, что мы уже близко к ответу на долго стоявший вопрос о потере массы.

Первая команда использовала инструмент адаптивной оптики, NACO, в сочетании с техникой так называемой "удачного изображения", чтобы получить самый четкий снимок Бетельгейзе, даже несмотря на искажающее влияние атмосферы. С этим методом используются только самые резкие изображения, которые затем комбинируются, чтобы получить значительно более резкое результирующее изображение.

Результирующие снимки NACO почти достигли теоретического предела четкости, достигаемого на 8 метровом телескопе. Его разрешение составило 37 угловых миллисекунд, которые примерно равны размеру теннисного мячика на высоте Международной Космической Станции, видимого с Земли.

“Благодаря этим выдающимся изображениям, мы определили большой шлейф газа, излучаемого в космос с поверхности Бетельгейзе,” говорит Пьерре Кервелла (Pierre Kervella) из обсерватории Парижа, возглавлявший команду. Шлейф вытянулся на расстояние по крайней мере в шесть раз большего диаметра звезды, что соответствует расстоянию Нептуна от Солнца.

“Это четкое свидетельство того, что вся внешняя оболочка звезды не излучает материю одинаково по всем направлениям,” добавляет Кервелла. Два механизма могут объяснить эту ассиметрию. Один предполагает, что потеря массы происходит над полюсами гигантской звезды, возможно, вследствие вращения. Другая возможность - то, что шлейф создается крупномасштабными движениями газа внутри звезды, называемыми конвекцией - аналогично циркуляции воды в чайнике.

Чтобы придти к этому решению, астрономам потребовалось изучить бегемота еще в больших деталях. Чтобы сделать это, Келичи Охнака (Keiichi Ohnaka) из института Макса Планка и его коллеги использовали интерферометрию. С инструментом AMBER на интерферометре ОБТ, который сочетает свет от трех 1.8-метровых дополнительных телескопов ОБТ, астрономы получили изображения эквивалентные гигантскому виртуальному 48-метровому телескопу. С этим сверхразрешением, астрономы смогли определить детали в 4 раза меньшие, чем те, которые уже получили на NACO (другимим словами, размерами с жемчужину на Международной Космической Станции, видимой с Земли).

“Наши наблюдения с помощью AMBER – наблюдения Бетельгейзе с самой высокой четкостью, которые когда-либо делались. Более того, мы определили, как движется газ в различных областях поверхности Бетельгейзе – это первый раз, когда такое делалось для звезды, кроме Солнца ”, говорит Охнака.

Наблюдения с помощью AMBER открыли, что газ в атмосфере Бетельгейзе энергично движется вверх и вниз, и эти пузыри такого же размера, что и сама звезда- сверхгигант. Эти исследования привели астрономов к предположению, что за выбросы массы в космический шлейф несут ответственность крупномасштабные движения газа под красной поверхностью Бетельгейзе.

Примечание:

[1] Если бы Бетельгейзе был в центре Солнечной Системы, он простирался бы почти до орбиты Юпитера, поглотив Меркурий, Венеру, Землю, Марс и пояс астероидов.