Powierzchnia gwiazdy Betelgeza widoczna z niespotykaną dotąd dokładnością!



Fot. Uzyskany obraz wyjawia obecność dwóch ogromnych, jasnych plam o rozmiarach porównywalnych do odległości Ziemia-Słońce! Wynik ten pozwoli lepiej zrozumieć strukturę i ewolucję gwiazd zwanych superolbrzymami. Źródło: Haubois/Perrin (LESIA, Observatoire de Paris)
Dzięki zastosowaniu techniki zwanej interferometrią, zespół naukowców pod kierownictwem francuskiego astronoma z Obserwatorium Paryskiego, uzyskał obraz powierzchni czerwonego superolbrzyma w gwiazdozbiorze OrionaBetelgezy - z niespotykaną dotąd dokładnością. Obraz ujawnił obecność dwóch ogromnych, jasnych plam o rozmiarach porównywalnych z odległością Ziemi od Słońca. Plamy te pokrywają znaczącą część powierzchni tej ogromnej gwiazdy. To pierwszy, silny dowód na istnienie zjawiska konwekcji, polegającego na transporcie energii cieplnej przez przepływającą materię, w innej gwieździe niż nasze Słońce. Odkrycie to pozwoli lepiej zrozumieć strukturę i ewolucję superolbrzymów, takich właśnie jak Betelgeza.

Betelgeza znacznie różni się od Słońca - ma aż 600 razy większą średnicę i w każdej chwili wyświeca około 100 tysięcy razy więcej energii niż czyni to nasza Dzienna Gwiazda. Niemniej, podobnie jak to ma miejsce na Słońcu, Betelgeza również posiada jasne i ciemne plamy na swojej powierzchni. Struktury te są przejawem zjawiska konwekcji - transportu ciepła w wyniku przepływu materii (w codziennym życiu spotykamy to zjawisko, obserwując gotującą się wodę). Plamy tego typu są dobrze znane i widoczne na powierzchni Słońca. Czegoś podobnego nie zaobserwowano jednak wcześniej w przypadku innych gwiazd. Stąd też rozmiary, charakterystyka fizyczna oraz czas życia tych struktur pozostawał nieznany.

Betelgeza to dobry obiekt do obserwacji interferometrycznych z uwagi na swoje duże rozmiary i jasność. Używając jednocześnie trzech teleskopów wchodzącyh w skład interferometru Infrared Optical Telescope Array (IOTA) na górze Hopkinsa w stanie Arizona (USA), zespół badaczy związany częściowo z Obserwatorium Paryskim, zdołał wykonać serię bardzo dokładnych pomiarów. Pozwoliły one następnie zrekonstruować obraz gwiazdy przy pomocy dwóch niezależnych algorytmów. Autorami algorytmów są Eric Thiebaiut z Astronomical Research Center w Lyonie (CRAL, Francja) oraz Laurent Mugnier i Serge Meimon z French Aerospace Lab (ONERA). Oba dały ten sam rezultat - obraz powierzchni gwiazdy w niespotykanych dotąd szczegółach oraz dwie jasne plamy widoczne wyraźnie w pobliżu centrum tarczy gwiazdy.

Inne, nieco gorszej jakości obrazy tej gwiazdy, były znane już wcześniej. Były to głównie wyniki modelowań na podstawie danych z interferometrów. Teraz jednakże badacze dysponują prawdziwym obrazem o jakości przekraczającej wcześniejsze wyniki modelowań. Po raz pierwszy również można powiedzieć, że jasne plamy faktycznie tam są i oszacować ich rozmiary.

Analiza jasności plam pokazała, że ich temperatura jest o 500 stopni większa niż średnia temperatura ich otoczenia, która wynosi 3227 stopni Celsjusza. Największa z zaobserwowanych struktur ma rozmiary 1/4 średnicy gwiazdy (czyli półtora raza więcej niż odległość Ziemi od Słońca!). To zaś pokazuje wyraźną różnicę w stosunku do naszego Słońca, gdzie analogiczne komórki konwekcyjne są znacznie mniejsze i rzadko kiedy osiągają rozmiary 1/20 promienia Słońca (czyli tyle co kilka promieni ziemskich). Odkryte struktury potwierdzają swoją konwekcyjną naturę i są pierwszym tego typu przykładem na powierzchni innej gwiazdy niż Słońce.

Konwekcja może odgrywać istotną rolę w wyjaśnieniu zjawiska utraty masy oraz gigantycznego pióropusza gazu wyrzuconego z powierzchni Betelgezy. Ten ostatni odkryty został przez zespół kierowany przez Pierre Kervella z Obserwatorium Paryskiego. Komórki konwekcyjne mogą być właśnie miesjcami, z których dochodzi do wyrzutów materii z gwiazdy. Otwiera się zatem nowa dziedzina badań dzięki francuskim astronomom, którzy starają się obecnie wykorzystać w swoich badaniach interferometr złożony z największych teleskopów na świecie - Keck I  i II, Gemini, Canada-France Telescope oraz europejskiego Very Large Telescope (VLT).

18 styczeń 2010
Źródło | Andrzej Gibiec

Liczba odsłon: 2672