zdjęcia obok siebie Betelgeuse wykonane przy tej samej ekspozycji w tych samych warunkach pokazują, jak dramatycznie zmieniła się jego jasność. Zdjęcie po lewej zostało wykonane w lutym. 2016, ten po prawej 31 grudnia 2019, kiedy gwiazda zbliżała się do głębokiego minimum.,
dzięki uprzejmości Briana Ottuma i EarthSky ' ego

na początku tego roku furor otoczyła Betelgeuse — gwiazda „zemdlała”, ściemniając więcej niż oczekiwano w swoim zwykłym cyklu zmian jasności, co doprowadziło do tego, że niektórzy sugerują, że gwiazda może wkrótce przejść w supernową. Ale nawet gdy astronomowie zaczynają rozumieć nieoczekiwane zachowanie czerwonego olbrzyma, wciąż starają się zrozumieć jego podstawowe właściwości — a mianowicie jego rozmiar i odległość.,

Meridith Joyce (Australian National University) i współpracownicy poinformowali w Astrophysical Journal (arXiv preprint dostępny tutaj), że Betelgeuse jest w rzeczywistości mniejsza, a zatem bliżej, niż wcześniej sądzono. Nie wszyscy zgadzają się z wynikami. Niemniej jednak, badanie reprezentuje nowe — i potrzebne-podejście do zrozumienia tego enigmatycznego giganta.

piosenka Betelgeuse

jako gwiazda czerwonego olbrzyma, Betelgeuse nie jest do końca stabilna. Skończył mu się wodór, by się stopić w jądrze i opiera się na fuzji helu, aby powstrzymać zapadanie grawitacyjne., W ten sposób fale ciśnienia (czyli fale dźwiękowe) poruszają się przez gwiazdę tak, że powoli pulsuje: gwiazda pęcznieje, kurczy się i pęcznieje ponownie. Takie impulsy mogą pomóc astronomom „wsłuchać się” w strukturę wnętrza Gwiazdy, zapewniając widok, którego w przeciwnym razie nie zobaczylibyśmy.

ta ilustracja pokazuje, jak ciśnienie / fale dźwiękowe propagują się w gwieździe po odbiciu od powierzchni. (Pokazane są również fale grawitacyjne propagujące się wewnętrznie.) Pomiar tych pulsacji może więc rzucić światło na wnętrze i wielkość Gwiazdy.,
IAC

korzystając z danych historycznych zebranych przez astronomów amatorów z Amerykańskiego Stowarzyszenia obserwatorów gwiazd zmiennych, a także archiwalnych obserwacji z fotografa na pokładzie statku kosmicznego Coriolis, zespół Joyce ' a opracował krzywą światła, która pokazuje, jak jasność Betelgeuse zmienia się w czasie.

„w przypadku Betelgeuse i T UMi w zeszłym roku, posiadanie ponad 100 lat danych wizualnych było krytyczne”, wyjaśnia Joyce. Jej zespół był w stanie zidentyfikować pulsację z okresem 185 dni., Gdybyśmy mogli usłyszeć śpiew tej pulsującej Gwiazdy, ten 185-dniowy cykl byłby pierwszym wydźwiękiem, pulsacją występującą w zewnętrznych warstwach gwiazdy na częstotliwości rezonansowej.

wprowadzając ten wydźwięk do symulacji komputerowej Modules for Experiments in Stellar Astrophysics (Mesa), Joyce modelował zewnętrzne warstwy Betelgeuse, używając rytmu swell-and-contract do określenia jej obwodu: między 702 A 880 razy średnicy Słońca. To jest ogromne — ale jest mniejsze niż myśleliśmy., Gdyby Betelgeuse znajdowała się w miejscu słońca, nowe oszacowanie obejmowałoby dwie trzecie drogi do Jowisza, a nie całą drogę.

pomiary średnicy kątowej Betelgeuse, w połączeniu z wcześniejszymi pomiarami odległości, sugerowały, że gwiazda rozszerzyłaby się na orbitę Jowisza, gdyby znalazła się w Układzie Słonecznym. Nowe pomiary sugerują, że to tylko dwie trzecie drogi tam.,
eso

Rozmiar Betelgeuse na niebie jest już w pewnym stopniu znany — podczas gdy punkt światła w większości teleskopów, detektory podczerwieni mogą współpracować, aby rozwiązać malutką plamę Gwiazdy o długości 42 milisekund na niebie. Jeśli odległość do gwiazdy jest znana, to średnica kątowa przekłada się na jej wielkość. Jednak zespół Joyce ' a pracował wstecz: porównali wielkość obliczoną w ich symulacji do średnicy kątowej Gwiazdy, dając odległość do gwiazdy od 500 do 636 lat świetlnych.,

radzenie sobie z niepewnością

odległość Betelgeuse ' a od dawna jest niepewna, a więc i jej wielkość. Dla wielu gwiazd paralaksa jest metodą pomiaru odległości. Paralaksa jest pozornym ruchem pobliskiej gwiazdy na bardziej odległych źródłach tła w czasie, w taki sam sposób, jak palec trzymany na długości ramienia wydaje się poruszać, gdy patrzysz na nią jednym okiem, a następnie drugim.

ale Betelgeuse jest tak duża, że nie jest punktem na niebie, tak jak większość gwiazd., I wydaje się być nieco asymetryczny, być może z powodu wyrzutów i / lub interakcji z otoczeniem. To komplikuje pomiary paralaksy.

Ten obraz porównawczy pokazuje gwiazdę Betelgeuse przed i po jej bezprecedensowym ściemnianiu. Obserwacje, wykonane przy pomocy instrumentu SPHERE na należącym do ESO teleskopie Very Large Telescope w styczniu i grudniu 2019 roku, ujawniają, że dolna połowa Gwiazdy została przyciemniona, prawdopodobnie z powodu przenikającego pyłu. Jasna, gorąca plamka jest około 400 razy większa od Słońca.
, Montargès et al.

Satelita Hipparcos jako pierwszy zmierzył paralaksę Betelgeuse w 1997 roku, ale od razu astronomowie wiedzieli, że coś jest nie tak. Pozorny ruch gwiazdy na niebie nie zgadzał się z radiowymi pomiarami jej położenia.

ponieważ obliczenie paralaksy Gwiazdy zależy nie tylko od znajomości jej położenia, ale także od pozornego ruchu jej położenia na niebie, astronomowie wiedzieli, że odległość ta prawdopodobnie nie jest do końca prawidłowa., „Rozwiązanie 5-parametrowe jest rozwiązaniem równoczesnym, więc nie można ufać jednemu parametrowi, jeśli dwa z pozostałych są błędne”, wyjaśnia Graham Harper (University of Colorado, Boulder).

Ostatnio Harper zaczął korygować tę rozbieżność. W 2007 roku połączył pomiary radiowe z bardzo dużej macierzy Atacama Millimeter/submillimeter Array oraz e-Merlin array ze zrewidowanymi pomiarami Hipparcosa opublikowanymi w 2007 roku, znajdującymi się w odległości od 620 do 880 lat świetlnych. Ze względu na komplikacje związane z dokonywaniem obliczeń, zakres możliwych wartości nie jest „mały”, mówi Harper., Gdyby odległość była niewłaściwa, oznaczałoby to, że rozmiar również jest niewłaściwy.

„Nowa wykorzystuje całkowicie niezależne metody, które pokładają duże zaufanie w numerycznych symulacjach struktury gwiazdy (która wcale nie jest dobrze znana), aby zobaczyć, jak oscyluje powierzchnia”, mówi Harper., „Takie całkowicie niezależne podejście należy wysoko pochwalić, ponieważ metoda paralaksy pozostanie problematyczna.”

rzeczywiście, Joyce mówi, dwuznaczność wokół tradycyjnych pomiarów paralaksy prawdopodobnie pozostanie w najbliższej przyszłości. (Satelita Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej, który wyznacza paralaksy, a tym samym odległości, do ponad miliarda gwiazd w Drodze Mlecznej, jest tak czuły, że nie jest w stanie nawet zaobserwować jasnej Betelgezy.)

„Przy opracowywaniu nowych technik zawsze potrzebna jest prawda gruntowa., Wszystkie założenia i niepewności (znane i nieznane) mogą się sumować.”

Andrea Dupree (Center for Astrophysics, Harvard& „Byłbym konserwatywny i poczekałbym na pewne potwierdzenie obliczeń. Ale to ciekawy wynik.”

Jeśli wynik się zmieni, ma to pewne implikacje: mniejsza Betelgeza jest prawdopodobnie na nieco wcześniejszym etapie swojego życia, odkładając potencjalną supernową. „W tej chwili pali Hel w swoim rdzeniu, co oznacza, że nigdzie nie wybuchnie”, mówi Joyce., „Możemy spodziewać się około 100 000 lat przed wybuchem.”