Ny undersøgelse kaster lys over den mystiske dæmpning af Betelgeuse

Betelgeuse (α Orionis) er den lysende rødlige stjerne placeret i skulderen af ​​Orion-stjernebilledet og kan ses med det blotte øje på nattehimlen.

Fra oktober 2019 til marts 2020, Betelgeuse demonstrerede en mystisk dæmpning, fanger både astronomers og offentlighedens opmærksomhed og fantasi. Mens den er en variabel stjerne, der udviser periodiske og nogle gange uregelmæssige lysændringer, denne dæmpning er den mest markante observeret i de sidste 50 år. Det blev mere end 2,5 gange svagere, som endda kan bemærkes med det blotte øje på nattehimlen. Adskillige scenarier er blevet fremsat af astronomer over hele verden:pre-fase af supernovaeksplosion, skjuler støv, eller ændringer i stjernens fotosfære.

En ny undersøgelse ledet af prof. Zhao Gang fra National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) kaster lys over arten af ​​den mystiske dæmpning af Betelgeuse. Forskere fra Shandong University og University of Missouri (USA) sluttede sig også til denne undersøgelse.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Naturkommunikation den 5. august 2021.

Betelgeuse er den klareste stjerne på nattehimlen i det nær-infrarøde bølgelængdeområde. Dette er det bedst egnede bølgelængdeområde til at undersøge røde supergiganter som Betelgeuse.

Forskerholdet undersøgte de højopløselige nær-infrarøde spektre af Betelgeuse opnået ved Weihai Observatory ved Shandong University den 31. 19 marts, 4. april, og 6. april 2020, dækker dæmpnings- og efterdæmpningsfaserne. "Ved at udnytte vores fordel i spektroskopisk analyse, vi sigter efter at forstå den mulige årsag til den mystiske dæmpning af Betelgeuse, " sagde prof. Zhao Gang, den tilsvarende forfatter til denne undersøgelse.

Til denne ende, holdet udviklede en speciel teknik til at bestemme de effektive temperaturer af røde supergiganter.

"Vores metode er baseret på måling af titaniumoxid (TiO) og cyanid (CN) molekylære linjer i stjernespektre. Jo køligere en stjerne er, jo mere kan disse molekyler dannes og overleve i dens atmosfære, og de molekylære linjer er stærkere i stjernespektret. I en varmere atmosfære, disse molekyler adskilles let og overlever ikke, " sagde Dr. Sofya Alexeeva, den første forfatter til denne undersøgelse.

"Vi har fundet ud af, at ved et minimum af dens lysstyrke, den effektive temperatur i Betelgeuse den 31. januar, 2020, var 3476 Kelvin. Imidlertid, efter at den har genvundet sin lysstyrke, den 6. april, 2020, den effektive temperatur var 3646 Kelvin. Ændringen af ​​den effektive temperatur med 170 K er tilstrækkelig til at forklare denne mystiske dæmpning, " sagde Dr. Sofya Alexeeva.

Hvad kan føre til et temperaturfald på 170 K? Det kan være forårsaget af en stor mørk stjerneplet på overfladen af ​​Betelgeuse. Tilstedeværelsen af ​​pletter på røde supergiganter er et velkendt fænomen. Disse pletter er sandsynligvis en konsekvens af konvektive strømme eller kølige konvektionsceller, som er almindeligt antaget at være til stede i sådanne stjerner.

"Vores resultater giver indsigt i arten af ​​røde supergigantiske stjerner, de vigtigste bidragydere til berigelsen af ​​tunge elementer i universet, " sagde prof. Zhao Gang.