Side ved Side med bilder av Betelgeuse er tatt med samme eksponering under de samme betingelsene som viser hvordan lysstyrken endret seg dramatisk. Bildet til venstre ble gjort i Februar. 2016, den ene på høyre og med 31. desember 2019 når stjernen ble nærmer seg dypt minimum.,
Courtesy of Brian Ottum og EarthSky

Tidligere i år, furor omgitt Betelgeuse — stjernen hadde «besvimte,» dimming mer enn forventet i sin vanlige syklusen av lysstyrken endres, fører noen så langt som å foreslå stjerners kan gå supernova en gang snart. Men selv om astronomene begynner å få en hånd på den røde giganten uventede oppførsel, de er fortsatt sliter med å forstå dens grunnleggende egenskaper — nemlig sin størrelse og avstand.,

Meridith Joyce (Australian National University (universitet) og kolleger som er rapportert i den Astrofysiske Journal (arXiv preprint tilgjengelig her) at Betelgeuse er faktisk mindre, og derfor nærmere, enn tidligere antatt. Ikke alle er enig med resultatene. Likevel, studien representerer en ny — og nødvendig — tilnærming mot å forstå denne gåtefulle giganten.

Betelgeuse er Sangen

Som en rød kjempe-stjerners, Betelgeuse er ikke helt stabil. Det har kjørt ut av hydrogen til sikring i sin kjerne, og er avhengig av helium fusion å holde av gravitasjonelle kollaps., Som det gjør så, trykkbølger (som er, lydbølger) gå gjennom stjerners slik at det sakte pulser: stjernen sveller, krymper, og sveller igjen. Slike pulser kan hjelpe astronomene «lytte» til en stjerne er indre struktur, som gir en utsikt som vi ellers aldri ville se.

Denne illustrasjonen viser hvordan press/lydbølgene forplanter seg i en stjerne etter refleksjon av overflaten. (Gravity-modus bølger er også vist å spre internt.) Måling av disse impulser kan dermed kaste lys på star ‘ s interiør og størrelse.,
IAC

ved Hjelp av historiske data som samles inn av amatørastronomer av American Association of Variable Star Observatører, samt arkivering observasjoner fra overvåkingskameraer om bord i Coriolis romskip, Joyce ‘ s team montert en lys-kurve som viser hvordan Betelgeuse er lysstyrken varierer over tid.

«I tilfelle av både Betelgeuse og T UMi siste året, til å ha mer enn 100 år av visuelle data var kritisk,» Joyce forklarer. Hennes team var i stand til å identifisere en pulsering med en periode på 185 dager., Hvis vi kunne høre sang av denne pulserende stjerner, er denne 185-dagers syklus ville bli den første overtone, en pulsering forekommende i stjernens ytre lag på en resonansfrekvens.

Sende dette overtone inn i en datamaskin simulering kalt Moduler for Eksperimenter i Stellar Astrofysikk (MESA), Joyce modellert Betelgeuse er ytre lag, med stjerne er hovne opp-og-kontrakt rytme for å avgjøre dens omkrets: mellom 702 og 880 ganger Solens diamter. Det er enorme — men det er mindre enn vi trodde., Hvis Betelgeuse var på plass i Solen, det nye anslaget ville ha det forlenge to tredjedeler av veien til Jupiter, i stedet for alle på den måten.

Kantete diameter målinger av Betelgeuse, kombinert med tidligere avstandsmålinger, foreslo at stjernen ville utvide til Jupiters bane hvis de plasseres i solsystemet. Nye målinger antyder at det bare ville forlenge to tredjedeler av veien dit.,
ESO

Betelgeuse er størrelsen på himmelen er kjent allerede i noen grad, mens et punkt av lys i de fleste teleskoper, infrarøde detektorer kan arbeide sammen for å løse star ‘ s lille stedet 42 milliarcseconds over på himmelen. Hvis avstanden til stjernen er kjent, og at kantete diameter oversettes til sin størrelse. Men Joyce ‘ s team jobbet bakover: De sammenlignet størrelse beregnet i deres simulering til kantete diameter på stjernen, som gir avstanden til stjernen som mellom 500 og 636 lys-årene.,

Håndtere Usikkerhet

Betelgeuse avstand har lenge vært usikre, og dermed så har sine størrelse. For mange stjerner, parallax er teknikken for å måle avstand. Parallax er den tilsynelatende bevegelse av en nærliggende stjerne mot mer fjerntliggende bakgrunn kilder over tid, på samme måte som en finger holdt på en armlengdes avstand ser ut til å bevege seg som du titt på det med det første ett øye, og deretter den andre.

Men Betelgeuse er så stor, det er ikke et punkt på himmelen, den måten de fleste stjernene er., Og det synes å være litt asymmetrisk, kanskje på grunn av ejeksjonene og/eller interaksjon med sine omgivelser. Som kompliserer parallax målinger.

Denne sammenligningen bildet viser stjernen Betelgeuse før og etter sin enestående dimming. Observasjoner, er tatt med SFÆRE apparatet på ESO er Veldig Stort Teleskop i januar og desember 2019, viser at den nedre halvdelen av stjernen hadde tonet ned, muligens på grunn av mellomliggende støv. Den fremtredende lyse, hot spot er ca 400 ganger større enn Solen.
ESO/M., Montargès et al.

Hipparcos satellitt-var den første til å måle Betelgeuse er parallax i 1997, men med en gang astronomer visste det var noe av. Den tilsynelatende bevegelse av stjernen på himmelen uenige med radio målinger av sin posisjon.

Fordi beregne star ‘ s parallax avhengig av å vite ikke bare sin posisjon, men den tilsynelatende bevegelse av sin posisjon på himmelen, astronomer visste avstanden var nok ikke helt rett., «5-parameter-løsning er en simultan løsning, så du kan ikke stole på en parameter om to av de andre er galt, forklarer Graham Harper (University of Colorado, Boulder).

Nylig, Harper sett om å korrigere for avviket. Han kombinerte radio målinger fra Veldig Stort Utvalg, Atacama Millimeter/submillimeter Array, og e-Merlin utvalg med revidert Hipparcos målinger publisert i 2007, som kommer i en avstand mellom 620 og 880 lys-årene. På grunn av de komplikasjoner som er involvert i å gjøre beregningen, omfanget av mulige verdier er «ikke lite,» Harper sier., Hvis avstanden var galt, ville det indikere størrelsen er feil også.

Annonsering

Joyce understreker at mens ulike, omfanget i verdier hennes team funnet er innenfor rekkevidde Harper rapporterte: «Dette kan beskrives som litt annerledes, men statistisk konsekvent,» sier hun.

«Den nye bruker helt uavhengige metoder som legger mye tillit i numeriske simuleringer av strukturen av star (som er ikke kjent) for å se hvordan overflaten svinger,» Harper sier., «Som en helt selvstendig tilnærming er å være svært roste fordi parallax metoden er kommer til å være problematisk.»

Faktisk, sier Joyce, tvetydigheten rundt tradisjonelle parallax målinger er sannsynlig til å forbli i nær fremtid. (European Space Agency ‘ s Gaia-satellitt, som er å finne parallaxes, og dermed avstander, til over en milliard stjerner i melkeveien, er så følsom at den ikke kan selv observere lyse Betelgeuse.)

Likevel, Harper oppfordrer forsiktig med nye resultater. «Du må alltid en grunn-sannheten ved utvikling av nye teknikker., Alle forutsetninger og usikkerheter (kjente og ukjente) kan legge opp.»

Andrea Dupree (Senter for Astrofysikk, Harvard & Smithsonian) er enig. «Jeg ville være konservativ og vente på at noen bekrefter beregningene. Men det er et interessant resultat.»

Hvis resultatet panner ut, det har noen implikasjoner: En mindre Betelgeuse er sannsynlig på et litt tidligere tidspunkt av sin levetid, sette av eventuelle supernova. «Det brenner helium i kjernen i øyeblikket, noe som betyr at det er ingen steder i nærheten eksploderende,» sier Joyce., «Vi kunne se på rundt 100 000 år før en eksplosjon som skjer.»