Астрономи за допомогою комплексу радіотелескопів Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) отримали нові детальні зображення поверхні Бетельгейзе — знаменитого червоного надгіганта в сузір’ї Оріона. Дані показали стійкі гарячі ділянки та спотворену, несферичну атмосферу зорі, повідомляє Sci.News.
Гігант серед зірок
Бетельгейзе — це приблизно 8-мільйонолітня червона надгігантська зоря, що розташована на відстані близько 724 світлових років від Землі. Її радіус оцінюють приблизно у 1 400 разів більшим за радіус Сонця, що робить Бетельгейзе однією з найбільших відомих зірок.
Під позначенням Альфа Оріона (Alpha Orionis, α Ori) вона також входить до числа найяскравіших зірок: Бетельгейзе випромінює більше світла, ніж 100 000 Сонць. Вже давно підозрювали, що її поверхня нерівномірна й «плямиста» через гігантські конвективні клітини — бульбашки гарячого газу, які піднімаються з глибин зорі.
За словами астронома ESO Білла Дента (Bill Dent) та його колег, Бетельгейзе — одна з двох найближчих до нас червоних надгігантських зірок і водночас «еталон» цього класу. Вона активно вивчається в широкому діапазоні довжин хвиль — від радіо до рентгенівського випромінювання. Відносно великий кутовий діаметр фотосфери дозволяє розрізняти її структуру сучасними інструментами.
Що показали спостереження ALMA
Команда спостерігала Бетельгейзе в серпні 2023 року за допомогою ALMA. Отримані зображення розкрили деталі фотосфери — оптично щільної оболонки гарячого газу, що оточує видиму поверхню зорі.
Середня температура цієї оболонки становить близько 2 300 К, але в ній виявили дві чітко виражені гарячі ділянки на північному сході та південному заході. Найяскравіша з них, розташована на північному сході, приблизно на 800 К гарячіша за навколишній газ.
Особливо вражає те, що положення та яскравість цієї північно-східної гарячої плями добре узгоджуються з даними спостережень ще 2015 року. Це вказує, що структура може існувати щонайменше сім років, тобто є довговічною за мірками динамічної атмосфери надгіганта.
Хвиляста атмосфера та бурхлива конвекція
Дослідники також виявили радіальні «гофри» або хвилеподібні викривлення видимого радіуса зорі до ±6%, зосереджені в одному секторі. Порівняно з 2015 роком, детальна форма цих хвиль помітно змінилася, хоча сам ефект зберігся.
На думку авторів, такі структури пов’язані з бурхливою конвективною активністю: великі осередки піднімального гарячого газу створюють ударні хвилі в навколишній атмосфері. Ці удари сприяють утворенню молекул, зокрема оксиду кремнію (SiO) та оксиду вуглецю (CO), а згодом і пилу.
Подібні процеси, ймовірно, відіграють важливу роль у втраті маси Бетельгейзе — викиді речовини в міжзоряний простір. Для червоних надгігантів це ключовий етап еволюції, який визначає, скільки матеріалу зоря скине до вибуху наднової.
Погляд у майбутнє наднової
Бетельгейзе вважають кандидатом на майбутній вибух наднової. Як зазначає Білл Дент, її «кінцева доля як наднової робить особливо цікавим розуміння того, як саме зоря виглядає зараз».
Коли Бетельгейзе зрештою вибухне, спалах буде настільки яскравим, що його можна буде бачити із Землі навіть удень. Нові спостереження ALMA допомагають краще уявити поточний стан внутрішньої атмосфери цієї зорі та процеси, які готують її до фінального вибуху.
Результати роботи будуть опубліковані в журналі Astronomy & Astrophysics. Стаття команди В. Р. Ф. Ден та співавторів присвячена високороздільним спостереженням Бетельгейзе й описує стійкі структури, що охоплюють її внутрішню атмосферу.