Vědci detekovali „stopu“ nepolapitelného průvodce Betelgeuze

Po téměř deseti letech sledování skrytého průvodce obří hvězdy Betelgeuze vědci potvrdili existenci doprovodné hvězdy a vliv, který na ni vyvíjí. Umělecký koncept v úvodu článku zobrazuje rudého nadobra Betelgeuze a jeho obíhající doprovodnou hvězdu. Průvodce, který z tohoto úhlu pohledu obíhá ve směru hodinových ručiček, vytváří hustou brázdu, která se rozpíná směrem ven. Obíhá tak blízko Betelgeuze, že prochází rozsáhlou vnější atmosférou nadobra. Doprovodná hvězda není v měřítku; ve srovnání s Betelgeuze, která je stokrát větší, by to byla jen tečka. Vzdálenost doprovodné hvězdy od Betelgeuze je v měřítku vzhledem k průměru Betelgeuze.

Pomocí nových pozorování z Hubbleova vesmírného dalekohledu HST, který provozuje NASA, a pozemních observatoří astronomové sledovali vliv nedávno objevené doprovodné hvězdy Siwarha na plyn kolem Betelgeuze. Výzkum vědců z Centra pro astrofyziku na Harvard & Smithsonian (CfA) odhaluje stopu hustého plynu vířícího rozsáhlou atmosférou Betelgeuze a osvětluje, proč se jasnost a atmosféra této obří hvězdy změnily podivným a neobvyklým způsobem.

Výsledky nové studie byly prezentovány na tiskové konferenci na 247. zasedání Americké astronomické společnosti ve Phoenixu a byly přijaty k publikaci v časopise Astrophysical Journal.

Tým detekoval brázdu vytvářenou průvodcem Siwarha pečlivým sledováním změn ve světle obří hvězdy po dobu téměř osmi let. Tyto změny ukazují účinky dříve nepotvrzeného společníka, jak prochází vnější atmosférou Betelgeuze. Tento objev řeší jednu z největších záhad týkajících se této obří hvězdy a pomáhá vědcům vysvětlit, jak se chová a vyvíjí, a zároveň otevírá nové dveře k pochopení dalších hmotných hvězd, které se blíží ke konci svého života.

Betelgeuze, nacházející se zhruba 650 světelných let od Země v souhvězdí Orion, je rudý veleobr, tak velký, že by se do něj vešlo více než 400 milionů Sluncí. Díky své obrovské velikosti a blízkosti je Betelgeuze jednou z mála hvězd, jejichž povrch a okolní atmosféru mohou astronomové přímo pozorovat, což z ní činí důležitou a dostupnou laboratoř pro studium stárnutí, úniku hmoty a nakonec supernov v podobě explozí obřích hvězd.

Pomocí HST a pozemních dalekohledů na observatoři Freda Lawrence Whipplea a observatoři Roque de Los Muchachos byl tým schopen pozorovat průběh změn u Betelgeuze, které poskytly jasný důkaz o dlouho očekávané doprovodné hvězdě a jejím dopadu na vnější atmosféru rudého veleobra. Patří mezi ně změny ve spektru hvězdy, specifické barvy světla vydávaného různými prvky, a rychlost a směr plynů ve vnější atmosféře v důsledku stopy hustšího materiálu. Tato stopa se objevuje těsně poté, co průvodce prochází před Betelgeuze každých šest let, tedy přibližně po 2 100 dnech, což potvrzuje teoretické modely.

„Je to trochu jako loď plující po vodě. Doprovodná hvězda vytváří v atmosféře Betelgeuze vlnící se efekt, který můžeme v datech skutečně vidět,“ řekla Andrea Dupreeová, astronomka z CfA a hlavní autorka studie. „Poprvé zde vidíme přímé známky této brázdy neboli stopy plynu, což potvrzuje, že Betelgeuze skutečně má skrytého průvodce, který formuje její vzhled a chování.“

Astronomové po celá desetiletí sledují změny jasnosti a povrchových rysů Betelgeuze v naději, že zjistí, proč se hvězda chová tak, jak se chová. Zvědavost se zintenzivnila poté, co se obří hvězda v roce 2020 zdála „kýchnout“ a nečekaně zeslábla. Dvě odlišná období variací hvězdy byla pro vědce obzvláště matoucí: krátký 400denní cyklus, který byl nedávno připisován pulzacím uvnitř samotné hvězdy, a dlouhé, 2 100denní sekundární období.

Vědci až doposud zvažovali vše od velkých konvekčních buněk a oblaků prachu až po magnetickou aktivitu a možnost skrytého průvodce. Nedávné studie dospěly k závěru, že dlouhou sekundární periodu lze nejlépe vysvětlit přítomností málohmotného průvodce obíhajícího hluboko v atmosféře Betelgeuze a další tým vědců informoval o možné detekci, ale astronomové až doposud neměli důkazy, které by prokázaly, co se podle jejich názoru děje. Nyní mají poprvé jasné důkazy o tom, že průvodce narušuje atmosféru tohoto veleobra.

„Myšlenka, že Betelgeuze má nezjištěného průvodce, v posledních několika letech získává na popularitě, ale bez přímých důkazů se jednalo o neprokázanou teorii,“ řekla Dupreeová. „S tímto novým přímým důkazem nám Betelgeuze dává možnost sledovat, jak se obří hvězda v čase mění. Objevení brázdy za jejím průvodcem nám nyní umožňuje pochopit, jak se hvězdy jako tato vyvíjejí, ztrácejí materiál a nakonec explodují jako supernovy.“

Vzhledem k tomu, že Betelgeuze z našeho pohledu nyní zastiňuje svého souputníka, astronomové plánují nová pozorování jejího dalšího objevení v roce 2027. Tento průlom by mohl pomoci vysvětlit podobné záhady u jiných veleobrů.

Zdroj: https://www.cfa.harvard.edu/news/cfa-scientists-detect-wake-betelgeuses-elusive-companion-star a https://science.nasa.gov/missions/hubble/nasa-hubble-helps-detect-wake-of-betelgeuses-elusive-companion-star/

autor: František Martinek