Благодаря случайному попаданию в объектив аппарата, предназначенного для наблюдения за атмосферой Земли, ученые получили возможность изучить изменения, происходившие на поверхности и в окрестностях сверхгиганта Бетельгейзе во время его «великого затухания» в период с 2019 по 2020 год.
Японский метеорологический спутник Himawari-8 ведет наблюдение за Землей, но в поле зрения его объектива попадает и отдаленный сверхгигант Бетельгейзе. Эта случайность предоставила уникальную возможность наблюдать за звездой во время недавнего «великого затухания» — внезапного, хотя и временного снижения яркости, причины которого пока не установлены. Полученные данные позволили проверить две основные гипотезы, касающиеся затухания, и подтвердили обе. Ученые описывают это в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Бетельгейзе — заметная звезда не только в созвездии Ориона, но и во всем ночном небе. Это красный сверхгигант с переменной светимостью, которая изменяется в значительных пределах. Однако в период с 2019 по 2020 год астрономы зафиксировали особенно резкую и интенсивную потерю светимости. В некоторые моменты снижение яркости достигало 50 процентов и было видно без использования оптических приборов. К 2020 году ситуация стабилизировалась.
Понять механизм этого явления оказалось непросто, и для объяснения «великого затухания» Бетельгейзе выдвинули немало гипотез. Наибольшим авторитетом пользуются две из них. Первая идея связывает затухание с гигантскими неоднородностями в самой звезде — чем-то вроде колоссального и сравнительно холодного «солнечного пятна» на поверхности — либо с облаком пыли, плазмы, которая была выброшена Бетельгейзе и частично затмила его свет.
Для более точного понимания этих данных необходимы наблюдения в тех областях спектра, где можно было бы выявить наличие космической пыли, особенно в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах. Земная атмосфера поглощает излучение в этом диапазоне, поэтому для проведения таких исследований требуются инструменты, расположенные в космосе. Однако, к сожалению, в нужный период времени Бетельгейзе не находился в зоне видимости ни одного космического телескопа. По крайней мере, это было принято за чистую монету до настоящего времени.
Исследователи выяснили, что звезда была зафиксирована в архивных данных, полученных японским метеоспутником Himawari-8 в период с 2019 по 2020 год. Этот геостационарный аппарат ведет наблюдения в видимом и инфракрасном спектрах, направленный на нашу планету. В то же время в поле зрения аппарата попадают звезды, расположенные вблизи края земного диска. Среди них оказалась звезда Бетельгейзе, благодаря чему Himawari-8 непреднамеренно собрал более четырех лет наблюдений за этим сверхгигантом.
Даисуки Танигучи (Daisuke Taniguchi) и его коллеги из Токийского университета провели анализ этих данных, отследив изменения в размерах, температуре и светимости звезды на различных длинах волн. Исследование выявило, что в процессе затухания температура поверхности Бетельгейзе снизилась на значительную величину — на 140 градусов. Вместе с тем, наблюдения свидетельствуют о росте количества пыли, которая закрывает звезду.
Японские астрономы пришли к выводу, что ослабление светимости Бетельгейзе, вероятно, стало результатом одновременного воздействия нескольких факторов. Непосредственно перед началом этого явления звезда выбросила большое скопление плазмы. В результате не до конца понятного процесса – возможно, вызванного ударной волной – это скопление резко и быстро охладилось, образовав пыль, поглощающую излучение. Одновременно с этим наблюдалось снижение температуры самой звезды – вероятно, как следствие тех же процессов, что спровоцировали образование ударной волны. Следовательно, заметное ослабление светимости могло быть вызвано как наличием пыли, так и турбулентными явлениями на поверхности Бетельгейзе. Однако для полного понимания произошедшего требуются дополнительные исследования.