Бурлящий гигант: что на самом деле происходит на поверхности Бетельгейзе

Бетельгейзе, возможно, является хорошо известным и часто изучаемым звездным объектом, но это не значит, что астрономы не способны увидеть эту обреченную звезду в совершенно новом свете.

Команда ученых исследовала обреченный красный сверхгигант с помощью Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA), получив новые, чрезвычайно детализированные данные о его турбулентной поверхности.

Бетельгейзе, расположенная на расстоянии около 600 световых лет от нас, привлекла внимание общественности несколько лет назад, когда стремительное и резкое потускнение этой печально известной звезды на поздней стадии эволюции заставило некоторых ученых предположить, что она вот-вот взорвется эффектной сверхновой. Этого не произошло, и теперь ученые менее уверены в том, что взрыв неизбежен в самое ближайшее время, однако Бетельгейзе остается объектом пристального научного изучения.

«Тот факт, что Бетельгейзе хорошо изучена, не означает, что она перестала нас удивлять», — говорит руководитель исследования.

«Ее конечная судьба как сверхновой заставляет нас с особым интересом выяснять, как она выглядит на самом деле прямо сейчас», — заявил руководитель группы Билл Дент, астроном Европейской южной обсерватории (ESO).

Недавно опубликованные изображения Бетельгейзе, полученные ALMA в 2023 году, демонстрируют яркие горячие точки на поверхности звезды и почти рифленую текстуру, возникающую из-за огромных потоков плазмы, движущихся сквозь звезду. Масса Бетельгейзе примерно в 20 раз превышает массу нашего Солнца, но при этом она раздулась примерно до 800 раз больше нашего светила.

Наблюдения показывают, что атмосфера красного сверхгиганта имеет температуру около 3680 градусов по Фаренгейту (2030 градусов по Цельсию), но на ней существуют по крайней мере две области, которые еще горячее. Одна из этих зон на 980 градусов по Фаренгейту (530 градусов по Цельсию) горячее окружающей её плазмы.

Неожиданное постоянство

Неравномерность поверхности, зафиксированная ALMA, вероятно, является результатом массивных конвективных движений внутри звезды: горячая плазма поднимается сквозь неё, создавая ударные волны, которые прорываются в атмосферу, формируя яркие и горячие области. Однако знакомство астрономов с Бетельгейзе не означает, что звезда не способна преподносить сюрпризы.

Когда команда сравнила снимки 2023 года с наблюдениями 2015 года, они с удивлением обнаружили, что горячее пятно в северо-восточной части звездного диска сохраняется на протяжении как минимум семи лет. Это гораздо дольше, чем предсказывают современные звездные модели. Ранее считалось, что подобные структуры должны быть крайне нестабильными и быстро рассеиваться, однако новые данные указывают на возможность существования долгоживущих атмосферных феноменов, природа которых пока не до конца ясна.

Ориентация горячих точек Бетельгейзе также подкрепила гипотезу о том, что вокруг красного сверхгиганта вращается неуловимый звездный компаньон. Гравитационное воздействие этого предполагаемого спутника может объяснять асимметрию в распределении энергии и вещества в верхних слоях звезды.

Астрономы продолжат наблюдать за горячими точками Бетельгейзе с помощью ALMA, чтобы определить, насколько они стабильны во времени и как их эволюция связана с такими процессами, как потеря массы и структура атмосферы звезды.

Вероятно, эти исследования будут продолжаться до тех пор, пока Бетельгейзе наконец не завершит свою жизнь грандиозным взрывом сверхновой, который станет одним из самых ярких астрономических событий в истории человечества, видимым даже в дневное время.

Исследование команды принято к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics и доступно в репозитории научных статей arXiv.