Kuvateksti: Betelgeuksen pinta lähi-infrapunassa 1,64 mikronin aallonpituudella, saatu IOTA-interferometrillä (Arizona). Luotto: Tekijänoikeudet 2010 Haubois / Perrin (LESIA, Pariisin Observatoire)
Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on saanut ennennäkemättömän kuvan punaisen supergalvan Betelgeusen pinnasta Orion-tähdistössä. Kuva paljastaa kahden jättiläisen kirkkaan pisteen, jotka peittävät suuren osan pinnasta. Niiden koko vastaa maan ja auringon etäisyyttä. Tämä havainto on ensimmäinen vahva ja suora osoitus konvektioilmiön, lämmön kuljettamisen liikkuvan aineen esiintymisestä muussa tähdessä kuin aurinko. Tämä tulos antaa paremman käsityksen supermiesten rakenteesta ja kehityksestä.
Betelgeuse on punainen supergiantti, joka sijaitsee Orionin tähdistössä ja on aivan erilainen kuin aurinkoomme. Ensinnäkin se on valtava tähti. Jos se olisi aurinkokuntamme keskusta, se ulottuisi Jupiterin kiertoradalle. 600 kertaa suurempi kuin aurinko, se säteilee noin 100 000 kertaa enemmän energiaa. Lisäksi, vain muutaman miljoonan vuoden ikäisenä, Betelgeuse-tähti on jo lähellä elämänsä loppua ja on pian tuomittu räjähtään supernoovana. Kun se tapahtuu, supernoova tulisi nähdä helposti maapallolta, jopa laajassa päivänvalossa.
Mutta tiedämme nyt, että Betelgeusella on joitain samankaltaisuuksia aurinkoon, koska sillä on myös aurinkopisteitä. Pinnassa on vaaleita ja tummia pisteitä, jotka ovat itse asiassa tähtiä kuumia ja kylmiä kohtia. Täplät ilmestyvät konvektiosta, ts. Lämmön kulkeutumisesta ainevirtojen kautta. Tämä ilmiö havaitaan joka päivä kiehuvassa vedessä. Auringon pinnalla nämä täplät ovat melko tunnettuja ja näkyviä. Se ei kuitenkaan lainkaan pidä paikkaansa muilla tähdellä ja etenkin supergaljeilla. Näiden dynaamisten rakenteiden koko, fysikaaliset ominaisuudet ja käyttöikä ovat edelleen tuntemattomia.
Betelgeuse on hyvä kohde interferometrialle, koska sen koko ja kirkkaus helpottavat havaitsemista. Käyttämällä samanaikaisesti infrared Optical Telescope Array (IOTA) -interferometrin kolmea kaukoputkea Arizonassa sijaitsevalla Hopkins-vuorella (lähtien) ja Pariisin observatoriossa (LESIA) astronomit pystyivät saamaan lukuisia erittäin tarkkoja mittauksia. Ne antoivat mahdolliseksi rekonstruoida kuvan tähtipinnasta kahden algoritmin ja tietokoneohjelman ansiosta.
Kaksi erilaista algoritmia antoi saman kuvan. Yhden ovat luoneet Eric Thiebaut Lyonin tähtitieteellisestä tutkimuskeskuksesta (CRAL) ja toisen ovat kehittäneet Laurent Mugnier ja Serge Meimon ONERAsta. Lopullinen kuva paljastaa tähden pinnan ennennäkemättömillä, koskaan ennen näkemättömillä yksityiskohdilla. Kaksi kirkasta pistettä näkyvät selvästi tähden keskellä.
Täplien kirkkauden analysointi osoittaa 500 asteen vaihtelua tähden keskimääräiseen lämpötilaan verrattuna (3 600 kelviniä). Kaikista rakenteista suurimmalla on ulottuvuusekvivalentti
tähtihalkaisijan neljännesosaan (tai puolitoista maapallon ja aurinkoen etäisyyteen). Tämä merkitsee selvää eroa auringon kanssa, jossa konvektiosolut ovat paljon hienompia ja saavuttavat tuskin 1/20 aurinkosäteestä (muutama maapallosäde). Nämä ominaisuudet ovat yhteensopivia konvektion tuottamien valaisevien pisteiden ajatuksen kanssa. Nämä tulokset ovat ensimmäinen vahva ja suora osoitus konvektion esiintymisestä muun tähtipinnan kuin Auringon pinnalla.
Konvektiolla voi olla tärkeä rooli massahäviö-ilmiön selittämisessä ja Betelgeusesta karkotetun kaasun jättimäisessä kaasussa. Jälkimmäisen on löytänyt Pierre Kervellan johtama ryhmä Pariisin observatoriosta (lue artikkeli tästä löytöstä). Konvektiokennot ovat potentiaalisesti kuumien kaasujen poistumien lähtökohtana.
Tähtitieteilijöiden mukaan tämä uusi löytö tarjoaa uusia näkemyksiä supergentaalisista tähtiistä, mikä avaa uuden tutkimuskentän.
Lähteet: Tiivistelmä: arXiv, Paperi: “Kuvantaminen Betelgeusen täplikäs pinta H-kaistalla”, 2009, A&A, 508, 923 ″. Pariisin observatorio
