Czerwona nadolbrzym Betelgeuse jest niewątpliwie ogromna. Ale to się kurczy, a astronomowie nie są pewni, dlaczego.
Naukowcy z University of California w Berkeley monitorowali gwiazdę, celując w interferometr przestrzenny w podczerwieni na szczycie Mt. Od 1993 roku gwiazda Betelgeuse (na zdjęciu po lewej stronie NASA) skurczyła się o ponad 15 procent.
Betelgeza jest tak duża, że w naszym Układzie Słonecznym sięgałaby orbity Jowisza. Jego promień wynosi około pięciu jednostek astronomicznych, czyli pięć razy więcej niż promień orbity Ziemi. Zmierzony skurcz oznacza, że promień gwiazdy skurczył się na odległość równą orbicie Wenus.
„Widzenie tej zmiany jest bardzo uderzające” - powiedział Charles Townes, emerytowany profesor fizyki z UC Berkeley. „Będziemy go uważnie obserwować przez kilka następnych lat, aby sprawdzić, czy będzie się kurczyć, czy też znów się powiększy.”
Townes i jego kolega, Edward Wishnow, fizyk z UC Berkeley, przedstawili swoje odkrycia na konferencji prasowej we wtorek podczas spotkania amerykańskiego stowarzyszenia astronomicznego w Pasadenie. Wyniki pojawiły się również 1 czerwca The Astrophysical Journal Letters.
Pomimo zmniejszonego rozmiaru Betelgeuse, Wishnow wskazał, że jego widoczna jasność lub jasność, która jest regularnie monitorowana przez członków Amerykańskiego Stowarzyszenia Obserwatorów Gwiazd zmiennych, nie wykazywała znacznego przyciemnienia w ciągu ostatnich 15 lat.
Wishnow powiedział, że ISI od ponad 15 lat koncentruje się na Betelgeuse, próbując dowiedzieć się więcej o tych gigantycznych masywnych gwiazdach i dostrzec cechy na ich powierzchni. Spekulował, że gigantyczne komórki konwekcyjne na powierzchni gwiazdy mogą wpływać na pomiary. Podobnie jak granulki konwekcyjne na Słońcu, komórki są tak duże, że wybrzuszają się z powierzchni. Townes i były doktorant obserwowali w ostatnich latach jasny punkt na powierzchni Betelgeuse, choć w tej chwili gwiazda wydaje się sferycznie symetryczna.
„Ale nie wiemy, dlaczego gwiazda się kurczy”, powiedział Wishnow. „Biorąc pod uwagę wszystko, co wiemy o galaktykach i odległym wszechświecie, wciąż jest wiele rzeczy, których nie wiemy o gwiazdach, w tym to, co dzieje się jako czerwone olbrzymy pod koniec ich życia”.
Betelgeuse była pierwszą gwiazdą, której wielkość została zmierzona, i nawet dzisiaj jest jedną z niewielu gwiazd, które pojawiają się w Kosmicznym Teleskopie Hubble'a raczej jako dysk niż punkt świetlny. W 1921 r. Francis G. Pease i Albert Michelson zastosowali interferometrię optyczną, aby oszacować, że jej średnica odpowiada orbicie Marsa. W ubiegłym roku nowe pomiary odległości do Betelgeuse podniosły ją z 430 lat świetlnych do 640, co zwiększyło średnicę gwiazdy z około 3,7 do około 5,5 AU.
„Od czasu pomiaru w 1921 r. Jego rozmiar został ponownie zmierzony przez wiele różnych systemów interferometrów w zakresie długości fal, w których mierzona średnica zmienia się o około 30 procent”, powiedział Wishnow. „Jednak przy danej długości fali gwiazda nie zmieniła się znacznie poza niepewnościami pomiaru.”
Pomiary nie mogą być i tak porównane, ponieważ rozmiar gwiazdy zależy od długości fali światła użytej do jej zmierzenia, powiedział Townes. Wynika to z faktu, że delikatny gaz w zewnętrznych obszarach gwiazdy emituje światło i pochłania je, co utrudnia określenie krawędzi gwiazdy.
Interferometr przestrzenny w podczerwieni, który Townes i jego koledzy po raz pierwszy zbudowali na początku lat 90., omija te mylące linie emisji i absorpcji, obserwując w środkowej podczerwieni z wąską szerokością pasma, którą można dostroić między liniami spektralnymi. Technika interferometrii gwiezdnej została podkreślona w numerze z czerwca 2009 roku Fizyka dzisiaj czasopismo.
Townes, który w lipcu skończył 94 lata, planuje kontynuować monitorowanie Betelgeuse w nadziei znalezienia wzoru w zmieniającej się średnicy i ulepszenia możliwości ISI poprzez dodanie spektrometru do interferometru.
„Ilekroć patrzysz na rzeczy z większą precyzją, znajdziesz niespodzianki” - powiedział - „i odkrywasz bardzo fundamentalne i ważne nowe rzeczy”.
Źródła: AAS i UC Berkeley. Artykuł jest dostępny tutaj.
