Side om Side med fotos af Betelgeuse taget med samme eksponering under samme betingelser kan vise, hvordan dens lysstyrke ændret sig dramatisk. Billedet til venstre er lavet i Februar. 2016, den til højre den 31. December 2019, da stjernen nærmede sig det dybe minimum.,
Høflighed af Brian Ottum og EarthSky

Tidligere i år, furore omgivet Betelgeuse — stjernen havde “besvimede,” dæmpning mere end forventet i sin normale cyklus af lysstyrke ændringer, der fører nogle så langt som til at foreslå den stjerne kan gå supernova engang snart. Men selv når astronomer begynder at få styr på den røde kæmpes uventede opførsel, kæmper de stadig med at forstå dens grundlæggende egenskaber — nemlig dens størrelse og afstand.,Meridith Joyce (Australian National University) og kolleger rapporterede i Astrophysical Journal (ar .iv preprint tilgængelig her), at Betelgeuse faktisk er mindre og derfor tættere end tidligere antaget. Ikke alle er enige med resultaterne. Ikke desto mindre repræsenterer undersøgelsen en ny — og nødvendig — tilgang til forståelse af denne gådefulde kæmpe.

Betelgeuse sang

som en rød kæmpe stjerne, Betelgeuse er ikke helt stabil. Det er løbet tør for brint for at smelte sammen i sin kerne og er afhængig af heliumfusion for at forhindre gravitationskollaps., Når det gør det, bevæger trykbølger (det vil sige lydbølger) sig gennem stjernen, så den langsomt pulserer: stjernen svulmer, trækker sig sammen og svulmer igen. Sådanne impulser kan hjælpe astronomer med at “lytte” til en stjernes indre struktur, hvilket giver en udsigt, vi ellers aldrig ville se.

Denne illustration viser, hvordan pres/lydbølger forplanter sig i en stjerne, efter refleksion fra overfladen. (Gravity-mode bølger er også vist formerings internt.) Måling af disse pulsationer kan således kaste lys over stjernens indre og størrelse.,
IAC

ved Hjælp af historiske data, der indsamles af amatørastronomer af den Amerikanske Forening af Variabel Stjerne Observatører, samt arkivalier observationer fra et kamera ombord på Coriolis rumfartøjer, Joyce ‘s team samlet en let kurve, der viser, hvordan Betelgeuse’ s lysstyrke varierer over tid.

“for både Betelgeuse og T UMi sidste år var det kritisk at have mere end 100 års visuelle data,” forklarer Joyce. Hendes hold var i stand til at identificere en pulsering med en periode på 185 dage., Hvis vi kunne høre sangen af denne pulserende stjerne, ville denne 185-dages cyklus være den første overtone, en pulsering, der forekommer i stjernens ydre lag på en resonansfrekvens.

Indtastning af denne overtone i en computer-simulation, der kaldes Moduler til Eksperimenter i Stellar Astrofysik (MESA), Joyce modelleret Betelgeuse ‘ s ydre lag, ved hjælp af stjernens svulme op-og-kontrakt rytme til at bestemme dens diameter: mellem 702 og 880 gange Solens diamter. Det er enormt-men det er mindre, end vi troede., Hvis Betelgeuse var i stedet for solen, ville det nye skøn få det til at strække to tredjedele af vejen til Jupiter i stedet for hele vejen.

Angular diameter målinger af Betelgeuse, kombineret med tidligere afstandsmålinger, foreslog, at stjernen ville udvide til Jupiters bane, hvis de placeres i sol-systemet. Nye målinger antyder, at det kun ville udvide to tredjedele af vejen dertil.,
ESO

Betelgeuse ‘s størrelse på himlen, der allerede er kendt i nogen grad — mens et punkt af lys i de fleste teleskoper, infrarøde detektorer, der kan arbejde sammen om at løse star’ s lille plet 42 millibuesekunder tværs på himlen. Hvis afstanden til stjernen er kendt, oversætter den vinkeldiameter til dens størrelse. Men Joyces team arbejdede baglæns: de sammenlignede størrelsen beregnet i deres simulering med stjernens vinkeldiameter, hvilket gav afstanden til stjernen mellem 500 og 636 lysår.,

håndtering af usikkerhed

Betelgeuses afstand har længe været usikker og har således sin størrelse. For mange stjerner er paralla.go-to-teknikken til måling af afstand. Parallaax er den tilsyneladende bevægelse af en nærliggende stjerne mod fjernere baggrundskilder over tid, på samme måde som en finger, der holdes i armlængden, ser ud til at bevæge sig, når du kigger på den med det første øje og derefter det andet.

men Betelgeuse er så stor, det er ikke et punkt på himlen, som de fleste stjerner er., Og det ser ud til at være lidt asymmetrisk, måske på grund af udstødninger og/eller interaktion med dets omgivelser. Det komplicerer parallakse målinger.

dette sammenligningsbillede viser stjernen Betelgeuse før og efter dens hidtil usete dæmpning. Observationerne, der blev taget med SPHERE-instrumentet på ESOs Very Large Telescope i januar og December 2019, afslører, at den nederste halvdel af stjernen var dæmpet, muligvis på grund af mellemliggende støv. Den fremtrædende lyse, hot spot er omkring 400 gange større end Solen.
ESO ‘ /M., Montarg ets et al.

Hipparcos-satellitten var den første til at måle Betelgeuses paralla.i 1997, men med det samme vidste astronomer, at noget var slukket. Stjernens tilsyneladende bevægelse på himlen var uenig med radiomålinger af dens position.da beregningen af stjernens parallakse afhænger af, at man ikke kun kender dens position, men den tilsyneladende bevægelse af dens position på himlen, vidste astronomer, at afstanden sandsynligvis ikke var helt rigtig., “5-parameter-løsningen er en samtidig løsning, så du kan ikke stole på en parameter, hvis to af de andre tager fejl,” forklarer Graham Harper (University of Colorado, Boulder).for nylig begyndte Harper at korrigere for denne uoverensstemmelse. Han kombinerede radio målinger fra Very Large Array, Atacama Millimeter/submillimeter Array, og e-Merlin array med reviderede Hipparcos målinger, der blev offentliggjort i 2007, der ankommer i en afstand mellem 620 og 880 lys-år. På grund af de komplikationer, der er involveret i beregningen, er rækkevidden af mulige værdier “ikke lille”, siger Harper., Hvis afstanden var forkert, ville det indikere, at størrelsen også er forkert.

annonce

Joyce understreger, at selvom det er forskelligt, er rækkevidden i værdier, som hendes hold fandt, inden for det område, Harper rapporterede: “dette kan beskrives som lidt anderledes, men statistisk konsistent,” siger hun.

“den nye bruger helt uafhængige metoder, der sætter stor tillid til numeriske simuleringer af stjernens struktur (som slet ikke er kendt) for at se, hvordan overfladen svinger,” siger Harper., “En sådan helt uafhængig tilgang skal roses meget, fordi paralla methodmetoden forbliver problematisk.”

faktisk siger Joyce, at tvetydigheden omkring traditionelle paralla measurementsmålinger sandsynligvis forbliver i den nærmeste fremtid. (Det Europæiske Rumagenturs Gaia-satellit, der bestemmer paralla .er og dermed afstande til over en milliard stjerner i Mælkevejen, er så følsom, at den ikke engang kan observere lyse Betelgeuse.)

ikke desto mindre opfordrer Harper forsigtighed med de nye resultater. “Du har altid brug for en grund-sandhed, når du udvikler nye teknikker., Alle antagelser og usikkerheder (kendte og ukendte) kan tilføje op.”

Andrea Dupree (Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian) er enig. “Jeg ville være konservativ og vente på nogle bekræftende beregninger. Men det er et interessant resultat.”

Hvis resultatet pander ud, har det nogle konsekvenser: en mindre Betelgeuse er sandsynligvis på et lidt tidligere tidspunkt i sin levetid og udsætter enhver potentiel supernova. “Det brænder helium i sin kerne i øjeblikket, hvilket betyder, at det ikke er i nærheden af at eksplodere,” siger Joyce., “Vi kunne se på omkring 100.000 år, før en eksplosion sker.”