2009.08.20. - Gigantikus anyagkiáramlás a legnagyobb csillagból

Az eddigi legrészletesebb ilyen jellegű észlelések óriási anyagkiáramlást mutatnak a Betelgeuse nevű vörös szuperóriás csillagból, míg a felszínén hatalmas fortyogó áramlási cellákat azonosítottak.

Az Orion csillagképben megfigyelhető, sárgásvörös Betelgeuse a legnagyobb ismert csillag. Átmérője közel ezerszerese a Napénak, energiakibocsátása mintegy százezerszeresen haladja meg csillagunkét. Ha a Nap helyébe tehetnénk, felszíne a Mars és a Jupiter között húzódna. A hatalmas égitest életciklusa vége felé jár, és a következő néhány millió évben szupernóvaként lángolhat fel a nappali égen is látható csillagot létrehozva.

Két egymástól független kutatócsoport az ESO távcsöveivel vizsgálta az égitestet. A megfigyeléseket részben a NACO nevű detektorral végezték, melyben egy adaptív, tehát a légköri turbulenciákhoz igazodó optikai rendszer segítségével lehet rendkívül nagy felbontást elérni. Pierre Kervella (Paris Observatory) és kollégái a 8,2 méteres VLT távcsövekkel 37 milliomod ívmásodperc felbontású képeket rögzítettek. Ilyen részletességgel egy teniszlabda is azonosítható lenne a Nemzetközi Űrállomás környékén.

A NACO detektor felvétele a Betelgeuse körüli anyagkiáramlásról.
[ESO/P. Kervella]

Keiichi Ohnaka (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn) és munkatársai az AMBER nevű berendezéssel vizsgálták a csillagot, szintén a VLT óriástávcsöveinél. Ez a rendszer három műszerből származó sugárzást kombinál, és az így nyert kép felbontása egyenértékű egy 48 méter átmérőjű teleszkópéval. A módszer segítségével a fent említettnél négyszer kisebb részleteket is sikerült azonosítaniuk a csillag közelében, emellett pedig a csillag felszínét alkotó gáz mozgására is következtethettek.

Az eredmények alapján a Betelgeuséről aszimmetrikus anyagkiáramlás halad kifelé, amely az egyik irányban az égitest méretének legalább hatszorosáig nyomon követhető. Ez a Nap és a Neptunusz közötti távolság nagyságrendjébe esik. A Betelgeuséhoz hasonló vörös szuperóriás csillagokból mintegy 10 ezer év alatt a Napunkéval megegyező mennyiségű gázanyag is eltávozhat.

Az aszimmetrikus anyagkiáramlás egyik lehetséges oka, hogy a csillag a pólusok környezetében több gázt veszít, mint a felszínének egyéb részein, talán a forgásával kapcsolatos folyamatok révén. A másik elképzelés, hogy a felszínen egy hatalmas áramlási (konvekciós) cella felett jelentkezik a képződmény.

Fantáziarajz a Betelgeuse anyagkiáramlásáról. Az aszimmetrikus kiáramlás Neptunusz Nap körüli pályája méretének megfelelő távolságig követhető nyomon.
[ESO/L. Calçada]

A nagyfelbontású megfigyelések alapján ugyanis a csillag felszínén - a korábbi feltételezéseknek megfelelően - hatalmas áramlási cellák találhatók, melyek mérete nagyságrendileg a csillag átmérőjéhez nagyon közeli. Ezek belsejében intenzív emelkedő, illetve süllyedő mozgás a jellemző. Elképzelhető tehát az, hogy a fent említett intenzív anyagkibocsátást is a "bugyborékoló" felszín hozza létre. Mindezek az eddigi legrészletesebb megfigyelések eredményei az ilyen óriáscsillagokkal kapcsolatban.

A Betelgeuséhoz hasonló, életük vége felé járó, felfúvódott vörös óriáscsillagok érdekesek a nemrégiben startolt Kepler űrtávcső számára is. Belsejükben gyakran támadnak rezgések, illetve felszínük periodikusan kitágul és összehúzódik. A Mira-típusú változócsillagok ilyen felpuffadt, viszonylag hűvös felszínű, hosszú periódusú változásokat mutató égitestek. Ehhez hasonló állapotba kerül 5-6 milliárd év múlva Napunk is.

Az eredményeket részletező szakcikkek az Astronomy & Astrophysics c. folyóiratban jelentek meg.

Forrás:

• ESO 27/09 - Science Release