ALMA показал поверхность Бетельгейзе: горячие пятна и неровный край

Астрономы получили детальные изображения субмиллиметровой фотосферы Бетельгейзе с помощью радиоинтерферометра ALMA. Наблюдения 2023 года показали, что атмосфера красного сверхгиганта, находящегося примерно в 600 световых годах от Земли, неоднородна: на ней видны крупные неровности, горячие области и яркая структура, похожая на замеченную в данных 2015 года.

Бетельгейзе примерно в 800 раз больше Солнца

Бетельгейзе — красный сверхгигант в созвездии Ориона. Ее радиус примерно в 800 раз превышает солнечный. Поэтому астрономы могут наблюдать атмосферу звезды не только как точечный источник, но и как диск с различимыми деталями.

ALMA работает в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах. В этот раз ученые изучили субмиллиметровую фотосферу — слой над видимой поверхностью звезды. Его размеры оценивают примерно в 1,1–1,3 радиуса Бетельгейзе.

Средняя температура слоя составляет около 2300 K. Газ в этой части атмосферы постоянно движется, нагревается и уходит в окружающее пространство.

Край диска оказался неровным

Субмиллиметровая фотосфера Бетельгейзе не выглядит идеальной сферой. Отклонения ее радиуса достигают 6%: отдельные участки атмосферы выступают дальше остальных.

Слабое излучение удалось зарегистрировать на расстоянии примерно до 2,5 радиуса звезды. Это означает, что ее атмосфера простирается далеко за пределы основного яркого диска.

На северо-востоке и юго-западе диска астрономы заметили по меньшей мере две горячие зоны. Самая яркая из них была примерно на 800 K горячее окружающего газа.

Яркая структура сохранялась около восьми лет

Особое внимание привлекла область на северо-востоке диска. Она расположена почти там же, где похожую структуру видели в наблюдениях ALMA 2015 года. Между двумя сериями данных прошло около восьми лет.

Такой срок важен для изучения крупных конвективных образований. Модели предполагают, что подобные структуры могут меняться быстрее, однако наблюдения указывают на более сложную картину процессов в атмосфере красного сверхгиганта.

В Бетельгейзе горячее вещество поднимается из глубин звезды, а более холодный газ опускается. На эти потоки могут влиять ударные волны, меняющие плотность, температуру и форму внешних слоев атмосферы.

Причину пятен еще предстоит уточнить

Авторы связывают горячие области и неровности прежде всего с конвекцией и ударными волнами в атмосфере сверхгиганта. Новые наблюдения не дают прямого объяснения этих структур через возможного компаньона Бетельгейзе.

Дальнейшие наблюдения ALMA помогут проследить изменения горячих пятен и неровного края атмосферы. Это важно для изучения потери вещества красными сверхгигантами.

В будущем Бетельгейзе должна взорваться как сверхновая, однако точную дату такого события определить невозможно. Наблюдения ее атмосферы позволяют изучать процессы на поздних этапах эволюции массивной звезды.