Новое моделирование показывает Бетельгейзе как кипящий плазменный шар (видео)
Новое моделирование бросает вызов тому, как мы представляем себе одну из самых известных звезд ночного неба. Бетельгейзе входит в число 20 самых ярких звезд (хотя иногда это не так) и является красным сверхгигантом, заключительной стадией звездной эволюции, ведущей к сверхновой.
Обычно мы представляем звезды в виде больших плазменных шаров, но новое моделирование показывает, что когда мы добираемся до красных сверхгигантов, это представление неверно.
Бетельгейзе огромна по сравнению с Солнцем. Ее радиус как минимум в 640 раз превышает радиус Солнца, но может превысить его и в 1000 раз. Если поместить ее в Солнечную систему, она будет простирается за пределы орбиты Юпитера. В этот объем поместилось бы несколько сотен миллионов солнц, но масса Бетельгейзе составляет около 15 солнц, что предполагает чрезвычайно низкую плотность во внешних слоях.
Бетельгейзе (α Ориона, α Ori) находится на расстоянии около 500 световых лет от нас, достаточно близко по космическим меркам, чтобы мы могли видеть особенности на ее поверхности.
Эти особенности могут указывать на две вещи: либо звезда быстро вращается, либо ее поверхность быстро меняется. Оба варианта действительны и возможны, но каждый требует чего-то большего. Если вращение — это правильный вариант, то нечто большее — это еще одна звезда.
«Большинство звезд — это всего лишь крошечные точки света на ночном небе. Бетельгейзе настолько велика и расположена так близко, что с помощью самых лучших телескопов это одна из немногих звезд, где мы действительно наблюдаем и изучаем ее кипящую поверхность. Наша работа все еще немного похожа на научно-фантастический фильм, как будто мы приехали туда, чтобы увидеть ее поближе», — сказала в своем заявлении соавтор исследования Сельма де Минк, директор Института астрофизики Макса Планка.
«И результаты очень впечатляющие. Если Бетельгейзе все-таки быстро вращается, то мы думаем, что она, должно быть, раскрутилась после того, как «съела» маленькую звезду-компаньон, вращавшуюся вокруг нее».
Другая интерпретация заключается в том, что конвекция – точно так же, как кипящая вода в кастрюле – создает пузыри плазмы размером со всю орбиту Земли, которые поднимаются и опускаются очень быстро.
Поверхность красных сверхгигантов должна постоянно меняться, и в смоделированных сценариях пузыри должны двигаться со скоростью около 30 километров в секунду. Моделирование показывает, что сценарий кипящей плазмы может объяснить кажущееся быстрое вращение звезды примерно в 90 процентах смоделированных сценариев. Чтобы понять, действительно ли это так, необходимы дополнительные данные.
Некоторые данные, собранные телескопом ALMA в 2022 году, сейчас анализируются, чтобы обеспечить большую ясность. Моделирование также позволяет прогнозировать будущие наблюдения, и это интригует. В настоящее время Бетельгейзе снова тускнеет, вероятно, это одно из ее периодических изменений яркости.
«Мы до сих пор многого не понимаем в гигантских кипящих звездах, таких как Бетельгейзе», — добавил соавтор Андреа Кьявасса, астроном из CNRS. «Как они на самом деле работают? Как они теряют массу? Какие молекулы могут образоваться в их оттоках? Почему Бетельгейзе вдруг стала менее яркой? Мы очень усердно работаем над тем, чтобы наши компьютерные симуляции становились все лучше и лучше, но нам действительно нужны невероятные новые данные с таких телескопов, как ALMA».
Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters.