Scienty

Для объяснения явлений, связанных с временным затемнением звезд, подобных Бетельгейзе, ученые создали трехмерную модель, воспроизводящую процессы конвекции и «пульсации» (периодические изменения яркости) красных сверхгигантов, чья масса в 8-35 раз больше массы Солнца. Полученные данные нового исследования позволяют понять, как образуются молекулярные облака, вызывающие затмение звездных дисков этих небесных тел.

Фото: img.freepik.com

В 2019 году одна из наиболее заметных звезд созвездия Ориона, Бетельгейзе, заметно уменьшила свою яркость. Это затемнение продолжалось до первой половины 2020 года, и астрономы предложили две версии, объясняющие снижение светимости небесного тела на 35 процентов: изменение температуры части его поверхности и выброс облака пыли, вызванный потерей массы.

В частности, в исследовании, опубликованном в журнале Nature, основное внимание было уделено описанию сценария формирования пылевого облака вблизи земной поверхности. В другой статье, напротив, говорится, по мнению исследователей, для кратковременного уменьшения светимости Бетельгейзе оказалось достаточно «холодного» (хотя и не обязательно пылевого) газа. Таким образом, ученые продолжают изучать различные модели затмений, характерные для звезд такого типа, поскольку они отличаются нестабильностью и находятся на завершающей стадии своего развития.

Недавно группа астрономов во главе с Берндом Фрайтагом из Уппсальского университета (Швеция) обнародовала результаты всеобъемлющего трехмерного моделирования, которое демонстрирует, как холодный молекулярный газ и конвекция влияют на возникновение переменных затмений. Текст научной работы представлен в журнале Astronomy & Astrophysics.

Изучив различные варианты развития событий, такие как снижение температуры поверхности звезд вследствие потери тепловой энергии и интенсивного излучения, образование турбулентных «пузырей» под воздействием конвекции и формирование «дымки» из молекулярного газа, ученые сделали вывод, что у звезд AGB типа режим «пульсации» чаще порождает «коконы» газа и пыли, которые закрывают почти всю фотосферу светила. Такие затмения возникают периодически и со стороны выглядят эффектно.

У массивных сверхгигантов, подобных Бетельгейзе, колебания яркости проявляются нерегулярно, что обуславливает эпизодический характер затмений. Однако при определенном сочетании конвекции и пульсаций они могут быть весьма заметными.

Заметно, что газ всегда способен к быстрому охлаждению, что приводит к формированию значительного числа молекул (TiO, H₂O и других). Эти молекулы существенно повышают непрозрачность газа, то есть его способность поглощать свет. Именно поэтому на звездных дисках подобные образования выглядят как темные участки.

Астрономы пришли к выводу, что в верхних слоях атмосферы красных сверхгигантов может накапливаться достаточно холодный газ, который препятствует выходу света из внутренних слоев и приводит к образованию темных участков. Для более глубокого понимания природы кратковременных затмений и способности этих звезд «скрывать» часть светящейся оболочки потребуются дополнительные исследования в сочетании с компьютерным моделированием.