Супутник Himawari-8, який зазвичай стежить за погодою в Японії з геостаціонарної орбіти, допоміг японським астрономам уточнити обставини Великого затемнення Бетельгейзе. Згідно з його фотометричними даними, рекордне падіння яскравості зорі можна пов'язати і зі зниженням температури, і з пиловою хмарою, яка могла утворитися внаслідок ударної події і частково закрити зірку спостерігачам з Землі. Про результати роботи метеорологічного супутника вчені повідомили у статті, опублікованій у Nature Astronomy.
Такою Бетельгейзе бачив японський супутник. Daisuke Taniguchi et al. / Nature Astronomy, 2022
Що затемнило Бетельгейзе?
На зірки, початкова маса яких у 8-35 разів перевищує масу Сонця, наприкінці життя чекає перетворення на червоних гігантів. І Бетельгейзе — це другий найближчий до нас червоний гігант (вона знаходиться у 724 світлових роках від Сонця) і один із найбільш вивчених. Однак зазвичай яскрава зірка із зоряною величиною приблизно від 0,1 до 1, з листопада 2019 року по березень 2020 року пережила падіння яскравості до 1,614. Цю подію назвали Великим затемненням Бетельгейзе, а астрономи досі шукають його причини.
На сьогодні астрономи розглядають дві основні гіпотези, які могли спричинити затемнення: зниження ефективної температури зорі та утворення хмари пилу, яка частково закрила Бетельгейзе для астрономів. Втім, вченим не вистачає спостережень у середньому інфрачервоному діапазоні, яке могло б викрити пилову завісу. І у новій роботі науковці з Токійського університету представили дані метеорологічного супутника Himawari-8, який чотири з половиною роки досліджував криві блиску Бетельгейзе у потрібному діапазоні.
Як супутник її побачив?
Himawari-8 — це японський метеорологічний супутник, який працює на геостаціонарній орбіті на висоті 35 786 кілометрів над екватором. З 2015 року він кожні 10 хвилин фотографує земний диск в оптичному та інфрачервоному діапазонах. Однак крім того, він спостерігає за космічним простором навколо краю диска Землі, що і побудило дослідників частково перекваліфікувати супутник для прогнозу погоди на «космічний телескоп».
Вивчаючи отримані Himawari-8 зображення астрономи виявили, що на них потрапляє кілька яскравих зірок: Проціон, Бета Змієносця, Бета Кита і Бетельгейзе. Вимірявши кількість світла, яка надходила з останньої, вчені зібрали каталог кривих блиску зорі за період з 2017 по 2021 у діапазоні хвиль 0,45–13,5 мікрометра. Так і вдалося відстежити зміни радіуса, ефективної температури та інші параметри Бетельгейзе, а отже дослідити, що відбулося на час Великого затемнення.
Динаміка параметрів Бетельгейзе. Daisuke Taniguchi et al. / Nature Astronomy, 2022
Чим супутник для погоди допоміг астрономам?
На рисунку нижче можна побачити динаміку параметрів Бетельгейзе за 4,5 року, де червоною лінією виділено час Великого затемнення. З огляду на зміни у часі радіуса, ефективної температури і міжзоряного поглинання, з'ясувалося, що Велике затемнення супроводжувалося не лише падінням яскравості Бетельгейзе, а і зниженням ефективної температури на 140 кельвінів та збільшенням поглинання у випромінюванні зорі пилу. Це свідчить на користь теорії, що майже однакові внески у створення Великого затемнення зробили і падіння температури, і пил. Однак завдяки тому, що Himawari-8 дав можливість дослідити Бетельгейзе і у середньому інфрачервоному діапазоні випромінювання, астрономи змогли відстежити на кількість навколозоряного пилу до події і під час неї.
Так вони з'ясували, що у фотосферу Бетельгейзе менш ніж за тиждень потрапив згусток газу. І враховуючи такий короткий час, вчені підозрюють, що могла статися ударна подія, яка виникла в нижній частині фотосфери в січні 2019 року і звідти поширилася на зовнішню оболонку Бетельгейзе, пройшовши крізь потік теплого газу за межами фотосфери зірки, і таким чином спровокувавши затемнення.
До речі, версія про власний спалах Бетельгейзе вже висувалася астрономами, однак на основі даних телескопа «Габбл», який побачив викид речовини з її поверхні. Також ми розповідали, як вчені уточнили масу Бетельгейзе, а більше про те, як зорі перетворюються на червоних гігантів, і що на них чекає далі, ми розбирали у нашому матеріалі «Як довго живуть зірки?»