После необычного снижения светимости Бетельгейзе в 2020 году, астрономы получили возможность более детально исследовать структуру внутренней атмосферы этой красной сверхгигантской звезды. Полученные данные свидетельствуют о повышенной неоднородности поверхности и ближайших слоев атмосферы, а возникновение крупных горячих участков может быть обусловлено воздействием небольшой звезды-спутника.

Международная группа ученых во главе с Биллом Дентом из Манчестерского университета провела исследование. Для получения изображений с исключительным разрешением была задействована радиотелескопическая система ALMA, расположенная в Чили и состоящая из 66 антенн.

Бетельгейзе – широко известная звезда на ночном небе и один из ближайших к Земле красных сверхгигантов. Звёзды подобного типа находятся на заключительных стадиях своего развития и в перспективе закончат своё существование взрывом сверхновой, сопровождающимся выбросом значительного количества вещества в межзвёздное пространство.

В 2020 году Бетельгейзе продемонстрировала неожиданное снижение яркости приблизительно на 2,5 раза, что получило название «Великое потускнение» и вызвало значительный интерес в астрономическом сообществе. Позднее было установлено, что уменьшение освещенности, скорее всего, связано с выбросом вещества и формированием облака пыли перед звездной поверхностью, однако дальнейшие изменения атмосферы остались недостаточно понятными.

Для оценки трансформации звезды после произошедшего явления, ученые повторно использовали телескоп ALMA для изучения Бетельгейзе. Ранее подобные специализированные наблюдения этого объекта осуществлялись в 2015 году, до начала его снижения яркости.

Радиотелескоп ALMA позволяет изучать излучение в диапазоне длин волн от 0,6 до 1,4 миллиметра, которое исходит из слоев атмосферы непосредственно над видимой частью звезды. Использование максимального расстояния между антеннами и применение новых методов обработки информации позволило ученым получить изображения с разрешением порядка 7 миллисекунд углового размера.

Достигнутое разрешение позволяет выделить детали размером около 13 метров на поверхности Луны, если бы наблюдение велось с Земли.

Полученные данные продемонстрировали, что внутренняя атмосфера Бетельгейзе приобрела более неоднородную и неравномерную структуру по сравнению с наблюдениями, проведенными в 2015 году. В некоторых зонах было зафиксировано повышение температуры примерно на 800 градусов Цельсия относительно окружающей среды.

Исследователи также выявили значительные выпуклости и углубления на поверхности звезды, что свидетельствует о наличии интенсивных конвективных процессов. У типичных звезд, включая Солнце, конвекция характеризуется множеством небольших ячеек, где нагретый газ поднимается вверх, охлаждается и затем возвращается вниз.

В силу своих колоссальных габаритов у Бетельгейзе эти структуры имеют гораздо больший масштаб. Вместо множества небольших областей звезда может характеризоваться меньшим числом гигантских конвективных ячеек, формирующих крупные горячие пятна.

Одно из наиболее заметных пятен было зафиксировано ещё в 2015 году. Это свидетельствует о том, что некоторые структуры в атмосфере Бетельгейзе могут сохраняться на протяжении длительного периода времени. Помимо этого, исследователи установили, что самые яркие области располагаются преимущественно вдоль определённого направления.

Астрономы полагают, что подобное расположение может быть обусловлено наличием малой звезды-компаньона, существование которой получило дополнительные подтверждения в 2026 году. В случае совпадения орбиты этой звезды с экваториальной плоскостью Бетельгейзе, наиболее устойчивые горячие области могут формироваться возле полюсов звезды, где конвективные процессы способны проявляться более стабильно.

Исследователи намерены осуществить дополнительные наблюдения с целью подтверждения корреляции между перемещениями гипотетического спутника и характеристиками атмосферы Бетельгейзе.

Анализ трансформаций этой звезды позволяет астрономам глубже разобраться в механизмах, посредством которых красные сверхгиганты избавляются от своих внешних оболочек в процессе эволюционного развития. Бетельгейзе продолжает оставаться ключевой площадкой для изучения процессов, протекающих у массивных звёзд на заключительных этапах их существования.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.