Artighet av Brian Ottum och EarthSky
Tidigare i år, furor omgiven Betelgeuse — stjärnan hade ”svimmade” ljusreglering mer än väntat i sin vanliga cykel av ljusstyrka förändringar, vilket leder vissa så långt som att föreslå att stjärnan kan bli en supernova någon gång snart. Men även när astronomer börjar få ett handtag på den röda jätten oväntade beteende, de fortfarande kämpar för att förstå dess grundläggande egenskaper-nämligen dess storlek och avstånd.,
Meridith Joyce (Australian National University) och kollegor rapporterade i Astrophysical Journal (arXiv preprint finns här) att Betelgeuse är faktiskt mindre, och därför närmare, än man tidigare trott. Inte alla håller med resultaten. Ändå representerar studien ett nytt — och nödvändigt-tillvägagångssätt för att förstå denna gåtfulla jätte.
Betelgeuse ’ s Song
som en röd jättestjärna är Betelgeuse inte riktigt stabil. Det har slut på väte att smälta i sin kärna och förlitar sig på helium fusion för att hålla bort gravitationskollaps., Som det gör så rör sig tryckvågor (det vill säga ljudvågor) genom stjärnan så att den långsamt pulserar: stjärnan sväller, kontraherar och sväller igen. Sådana pulser kan hjälpa astronomer att ”lyssna” på en stjärnans inre struktur, vilket ger en vy som vi aldrig annars skulle se.
IAC
med hjälp av historiska data som samlats in av Amatörastronomer Från American Association of Variable Star Observators, samt arkivobservationer från en imager ombord på Coriolis rymdfarkoster, samlade Joyces team En ljuskurva som visar hur Betelgeuse ljusstyrka varierar över tiden.
”När det gäller både Betelgeuse och T UMi förra året, med mer än 100 års visuell data var kritisk, förklarar Joyce. Hennes lag kunde identifiera en pulsation med en period av 185 dagar., Om vi kunde höra sången av denna pulserande stjärna, skulle denna 185-dagars cykel vara den första övertonen, en pulsering som uppträder i stjärnans yttre lager på en resonansfrekvens.
mata in denna överton i en datorsimulering som kallas moduler för experiment i Stellar Astrophysics (MESA), modellerade Joyce Betelgeuse yttre lager, med hjälp av stjärnans svälla-och-kontrakt rytm för att bestämma dess omkrets: mellan 702 och 880 gånger solens diamter. Det är enormt-men det är mindre än vi trodde., Om Betelgeuse var i stället för solen, skulle den nya uppskattningen få den att sträcka sig två tredjedelar av vägen till Jupiter istället för hela vägen.
ESO
Betelgeuse storlek på himlen är redan känd till viss del — medan en punkt av ljus i de flesta teleskop, infraröda detektorer kan arbeta tillsammans för att lösa stjärnans lilla plats 42 milliarcseconds över himlen. Om avståndet till stjärnan är känt, översätts den vinkeldiametern till dess storlek. Men Joyces team arbetade bakåt: de jämförde storleken beräknad i sin simulering med stjärnans vinkeldiameter, vilket gav avståndet till stjärnan mellan 500 och 636 ljusår.,
hantera osäkerhet
Betelgeuse avstånd har länge varit osäker, och därmed har dess storlek. För många stjärnor är parallax go-to-tekniken för mätning av avstånd. Parallax är den uppenbara rörelsen hos en närliggande stjärna mot mer avlägsna bakgrundskällor över tiden, på samma sätt som ett finger som hålls i armlängden verkar röra sig när du tittar på det med första ögat och sedan det andra.
men Betelgeuse är så stor, det är inte en punkt på himlen, som de flesta stjärnor är., Och det verkar vara lite asymmetrisk, kanske på grund av utstötningar och/eller interaktion med omgivningen. Det komplicerar parallaxmätningar.
ESO: s/M., Montargès et al.
Hipparcos-satelliten var den första som mätte Betelgeuse parallax 1997, men genast visste astronomer att något var fel. Stjärnans uppenbara rörelse på himlen motsatte sig radiomätningar av sin position.
eftersom beräkningen av stjärnans parallax beror på att veta inte bara dess position utan den uppenbara rörelsen av dess position på himlen, visste astronomer att avståndet förmodligen inte var helt rätt., ”5-parameterlösningen är en samtidig lösning, så du kan inte lita på en parameter om två av de andra har fel”, förklarar Graham Harper (University of Colorado, Boulder).
nyligen har Harper satt om att korrigera för denna diskrepans. Han kombinerade radiomätningar från mycket stora Array, Atacama Millimeter / submillimeter Array, och e-Merlin array med reviderade Hipparcos mätningar publiceras 2007, anländer på ett avstånd mellan 620 och 880 ljusår. På grund av de komplikationer som är involverade i beräkningen är intervallet av möjliga värden ”inte liten”, säger Harper., Om avståndet var fel, skulle det tyda på att storleken är fel också.
Joyce betonar att medan olika, intervallet i värden hennes lag hittade ligger inom intervallet Harper rapporterade: ”detta kan beskrivas som något annorlunda men statistiskt konsekvent,” säger hon.
”de nya använder helt oberoende metoder som ger mycket förtroende för numeriska simuleringar av stjärnans struktur (vilket inte alls är välkänt) för att se hur ytan svänger”, säger Harper., ”Ett sådant helt oberoende tillvägagångssätt är att vara mycket lovvärt eftersom parallaxmetoden kommer att förbli problematisk.”
Joyce säger faktiskt att tvetydigheten kring traditionella parallaxmätningar sannolikt kommer att förbli inom en snar framtid. (Europeiska rymdbyråns gaia-satellit, som bestämmer parallaxer, och därmed avstånd, till över en miljard stjärnor i Vintergatan, är så känslig att den inte ens kan observera ljus Betelgeuse.)
ändå uppmanar Harper försiktighet med de nya resultaten. ”Du behöver alltid en mark-sanning när du utvecklar nya tekniker., Alla antaganden och osäkerheter (kända och okända) kan lägga till.”
Andrea Dupree (Centrum för astrofysik, Harvard& Smithsonian) instämmer. ”Jag skulle vara konservativ och vänta på några bekräftande beräkningar. Men det är ett intressant resultat.”
om resultatet panorerar ut, har det vissa konsekvenser: en mindre Betelgeuse är sannolikt i ett något tidigare skede av sin livstid, vilket sätter av någon potentiell supernova. ”Det brinner helium i kärnan för tillfället, vilket betyder att det inte är någonstans nära exploderande”, säger Joyce., ”Vi kan titta på cirka 100 000 år innan en explosion händer.”