Бетельгейзе

редактировать
Звезда в созвездии Ориона

Бетельгейзе
Карта созвездия Ориона Красный круг.svg Бетельгейзе (в кружке) в созвездии Ориона
Данные наблюдений. Эпоха J2000.0 Равноденствие J2000.0
Созвездие Орион
Произношение
Прямое восхождение 05 55 10.30536
Склонение + 07 ° 24 ′ 25.4304 ″
Характеристики
Этап эволюции Красный сверхгигант
Спектральный тип M1 - M2 Ia - ab
Вид звездная величина (V )+0,50 (0,0–1,6)
Видимая звездная величина (J )−3,00
Видимая звездная величина (K )−4,05
U - B индекс цвета +2,06
B −V индекс цвета +1,85
Тип переменной SRc
Астрометрия
Лучевая скорость (Rv)+21, 91 км / с
Собственное движение (μ)RA: 26,42 ± 0,25 mas /yr. Dec: 9,60 ± 0,12 mas /yr
Parallax (π)5,95 +0,58. -0,85 mas
Расстояние 548 + 90. -49 ly. (168,1 + 27,5. -14,9 pc )
Абсолютная звездная величина (MV)-5,85
Деталь
Масса 16,5-19 M
Радиус 764 + 116. -62 R
Светимость 126,000 + 83,000. -50,000 (90,000 - 150,000) L
Поверхность плотности (log g)-0,5 cgs
Температура 3600 ± 200 K
Металличность [Fe / H]+0.05 dex
Вращение 36 ± 8 лет
Скорость вращения (v sin i)5,47 ± 0,25 км / с
Возраст 8.0–8.5 миллионов лет
Другие обозначения
Бетельгейзе, α Ori, 58 Ori, HR 2061, BD + 7 ° 1055, HD 39801, FK5 224, HIP 27989, SAO 113271, GC 7451, CCDM J05552 + 0724, AAVSO 0549 + 07
Ссылки на базу данных
SIMBAD данные

Координаты : Карта звездного неба 05 55 10.3053, + 07 ° 24 ′ 25.426 ″

Бетельгейзе обычно десятая по яркости звезда в ночном небе и после Ригеля, вторая по яркости звезда в созвездие из Ориона. Это отчетливо красноватая полуправильная переменная звезда, видимая величина, изменяющаяся от +0,0 до +1,6, имеет самый широкий диапазон, отображаемый любой звездой первой величины. В ближнем инфракрасном диапазоне волн Бетельгейзе - самая яркая звезда в ночном небе. Его обозначение Байера - α Orionis, Latinized до Alpha Orionis и сокращенно Alpha Ori или α. Ори .

Бетельгейзе, классифицированная как красный сверхгигант спектрального класса M1-2, является одной из главной звезд, видимых невооруженным глазом. Если бы он находился в центре нашей Солнечной системы, его поверхность лежала бы за пределами пояса астероидов и поглотила бы орбиты Меркурия, Венеры., Земля, Марс и, возможно, Юпитер. Тем не менее, в Млечном Пути есть несколько крупных красных сверхгигантов, в том числе Му Цефей и пекулярный сверхгигант VY Canis Majoris. Расчеты массы Бетельгейзе колеблются от чуть менее десяти до чуть более двадцати раз больше массы Солнца. По расчетам, она находится на расстоянии около 548 световых лет от Солнца с абсолютной величиной около −6. Бетельгейзе возрастом менее 10 миллионов лет быстро эволюционировала из-за своей большой массы и, как ожидается, завершит свою эволюцию взрывом сверхновой, скорее всего, в течение 100000 лет. Эта убегающая звезда была изгнана из места своего рождения в Ассоциации Ориона OB1, в которую входят звезды в Поясе Ориона, и ее движение через межзвездная среда со скоростью 30 км / с, создающая головную ударную волну шириной более четырех световых лет.

В 1920 году Бетельгейзе стала первой внесолнечной звездой, у которой был измерен угловой размер фотосферы. В исследованиях сообщалось об угловом диаметре (т.е. видимом размере) в диапазоне от 0,042 до 0,056 угловых секунд ; этот диапазон определений приписывается несферичности, потемнению конечностей, пульсациям и различному внешнему виду на разных длинах волн. Она также окружена сложной асимметричной оболочкой, примерно в 250 превышающей размер звезды, вызванной потерей массы самой звезды. Угловой диаметр Бетельгейзе, наблюдаемый на Земле, превосходит только диаметр R Doradus и Солнца.

С октября 2019 года, Бетельгейзе начала заметно тускнеть, к середине февраля 2020 года ее яркость упала примерно в 3 раза, с 0,5 до 1,7. К 22 февраля 2020 года Бетельгейзе перестала тускнеть и снова начала светлеть. Инфракрасные наблюдения не выявили значительных изменений яркости за последние 50 лет, что позволяет предположить, что причиной вызвано изменением в экстинкции, а не лежащим в основе изменением яркости звезды. Дальнейшие исследования показали, что поглощение «крупнозернистой околозвездной пыли » может быть наиболее вероятным объяснением звезды.

Содержание

  • 1 Номенклатура
  • 2 История наблюдений
    • 2.1 Новые открытия
    • 2.2 Прорыв в области визуализации
    • 2.3 Исследования 2000-х годов
    • 2.4 Исчезновение 2019–20 годов
  • 3 Наблюдение
    • 3.1 Звездная система
    • 3.2 Измерения расстояний
    • 3.3 Изменчивость
    • 3.4 Диаметр
  • 4 Физические характеристики
    • 4.1 Масса
    • 4.2 Движение
    • 4.3 Околозвездная динамика
      • 4.3.1 Асимметричные оболочки
      • 4.3.2 Сверхзвуковой удар от носа
  • 5 Жизненные фазы
    • 5.1 Основная последовательность
    • 5.2 После истощения ядра водородом
  • 6 Этнологические атрибуты
    • 6.1 Орфография и произношение
    • 6.2 Этимология
    • 6.3 Другие имена
    • 6.4 Мифология
    • 6.5 Виртуальная культуре
  • 7 Таблица оценок углового диаметра
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

Номенклатура

α Orionis (латиница Alpha Orionis) - обозначение звезды, данное Иоганном Байером в 1603 году.

Традиционное имя Бетельгейзе происходит от арабского إبط الجوزاء Ib al -Jauzā ', что означает «подмышка Орион», или يد الجوزاء Yad al-Jauzā' «рука Ориона». четыре распространенных вариантов произношения этого имени, в зависимости от того, произносится ли первое е как короткое или длинное и от того, произносится ли s как «s» или «z»:

последнее, популярное за то, что оно звучит как «жук-сок».

В 2016 году Международный астрономический союз организовал Рабочую группу по именам звезд (WGSN) для каталогизации и стандартизации имен собственных. Первый бюллетень WGSN за июль 2016 годаал таблицу двух партий имен, одобренных WGSN, в том числе Бетельгейзе для этой звезды. Каталог звездных имен МАС.

История наблюдений

Бетельгейзе и ее красная окраска были отмечены с древности ; классический астроном Птолемей описал его цвет как ὑπόκιρρος (hypókirrhos), термин, который позже был описан переводчиком Улугбека Зидж-и Султани как рубедо, латинское для "румяности". В девятнадцатом веке, до появления современных систем звездной классификации, Анджело Секки включил Бетельгейзе в качестве из прототипов своих звезд класса III (от оранжевого к красному). Напротив, за три столетия до Птолемея китайские астрономы наблюдали, что Бетельгейзе имел желтую окраску; если оно будет точным, такое наблюдение предположить, что звезда обнаружилась в фазе желтого сверхгиганта примерно в начале христианской эры - возможность, учитывая текущие исследования сложной околозвездной среды этих звезд.

Возникающие открытия

Сэр Джон Гершель в 1846 году

Изменение яркости Бетельгейзе было описано в 1836 году сэром Джоном Гершелем, когда он опубликовал свои наблюдения в Outlines of Astronomy. С 1836 по 1840 год он заметил значительные изменения в величине, когда Бетельгейзе затмила Ригеля в октябре 1837 года и снова в ноябре 1839 года. Затем последовал 10-летний период покоя; затем в 1849 году Гершель отметил еще один цикл изменчивости, пик которого пришелся на 1852 год. Позже наблюдатели регистрировали необычно высокие максимумы с интервалом в годы, но лишь небольшие вариации с 1957 по 1967 год. Записи Американская ассоциация наблюдателей числа звезд (AAVSO) демонстрирует максимальную яркость 0,2 в 1933 и 1942 годах и минимум 1,2, наблюдавшуюся в 1927 и 1941 годах. Эта изменчивость яркости может объяснить, почему Иоганн Байер, опубликовав свою Уранометрию в 1603 году, назвал звезду альфой, поскольку она, вероятно, могла соперничать с обычно более ярким Ригелем (бета). Из арктических широт красный цвет Бетельгейзе и более высокое положение в небе, чем Ригель, означало, что инуиты считали ее более яркой, а местное название было Уллуриаджуак «большая звезда».

В 1920 году Альберт Майкельсон и Фрэнсис Пиз установили 6-метровый интерферометр на передней части 2,5-метрового телескопа в обсерватории Маунт-Вилсон.. С помощью Джона Андерсона трио измерило угловой диаметр Бетельгейзе на 0,047 ", в результате чего диаметр составил 3,84 × 10 км (2,58 AU ) на основе значения параллакса 0,018 . Однако потемнение к краю и измерению приводит к неуверенности в точности этих измерений.

В 1950-х и 1960-х годах два события, которые могут повлиять на теорию звездной конвекции у красных сверхгигантов: проекты Stratoscope и публикации в 1958 году книги «Структура и эволюция звезд», главным образом работа Мартина Шварцшильда и Его коллега из Принстонского университета Ричард Хэрм. В этой книге распространены идеи о том, как применять компьютерные технологии для создания звездных моделей, в то время как Stratoscope разрабатывает проекты с помощью телескопов на воздушном шаре над турбулентностью Земли , получены одни из лучших изображений солнечный гранул и солнечный пятен, когда -либо виденных, что существовало о существовании конвекции в солнечной атмосфере.

Прорыв в визуализации

1998/9 UV HST изображения Бетельгейзе, показывающие асимметричные пульсации с профилем спектральной линии

В 1970-х годах астрономы заметили некоторые большие успехи в технологиях построения астрономических изображений, начиная с изобретений Антуана Лабейри спекл-интерферометрии, процесса, который значительно уменьшил эффект размытия, вызванный астрономическое видение. Он увеличил оптическое разрешение наземных телескопов, что проводить более точные измерения фотосферы Бетельгейзе. С усовершенствованиями в инфракрасной телескопии на вершине горы Уилсон, горы Локк и Мауна-Кеа на Гавайях, астрофизики начали изучать сложные околозвездные оболочки. окружает сверхгиганта, заставляя их подозревать наличие огромных пузырьков газа в результате конвекции. Но только в конце 1980-х и начале 1990-х годов, когда Бетельгейз стал постоянной мишенью для маскирующей апертурной интерферометрии, произошел прорыв в области визуализации в видимом свете и инфракрасного изображения. Впервые предложенная Джоном Болдуином и его коллеги из Кавендишской астрофизической группы, новая техника использовала небольшую маску с установленными в плоскости зрачка телескопа, преобразовывая апертуру в специальную интерфетрическую решетку. Этот метод позволил сделать некоторые из самых точных измерений Бетельгей, выявив яркие пятна на фотосфере звезды. Это были первые оптические и инфракрасные изображения звездного диска, отличные от Солнца, полученные сначала с наземных интерферометров, а из наблюдений с более высокого разрешения телескопа COAST. «Яркие пятна» или «горячие точки», наблюдаемые с помощью этих инструментов, по-предположительно подтверждают выдвинутые массивные якочеек, доминирующие на поверхности звезды.

В 1995 году Космический телескоп Хаббла Камера слабых объектов захватила ультрафиолетовое изображение с разрешением, превосходящим разрешение, получаемое с помощью наземных интерферометров - первое изображение, полученное с помощью обычного телескопа (или «прямое изображение» в терминологии НАСА) диска другие звезды. Воздействуя на свет земной атмосферой, ультрафиолетовый свет поглощается, наблюдения на этих длинах волн лучше всего выполнять с помощью космических телескопов. Как и на более ранних изображениях, обозначающее область в юго-западном квадранте на 2000 K более чем поверхность звезды. Последующие ультрафиолетовые спектры, полученные с помощью спектра высокого разрешения Годдарда, позволили предположить, что горячая точка была одним из полюсов вращения Бетельгейзе. В результате ось вращения будет наклонена примерно на 20 ° к направлению Земли, а позиционный угол от небесного севера составит около 55 °.

Исследования 2000-х годов

В исследовании, опубликованном в декабре 2000 года, диаметр звезды был измерен с помощью инфракрасного пространственного интерферометра (ISI) в средней инфракрасной области. что дало оценку к краю: 55,2 ± 0,5 mas - цифра, полностью согласующаяся с выводами Майкельсона восемьдесят лет назад. На момент расчетный параллакс миссии Hipparcos составлял 7,63 ± 1,64 мсек. Дуги, что дает расчетный радиус Бетельгейзе 3,6 а.е. Тем не менее, инфракрасное интерферометрическое исследование, опубликованное в 2009 году, уменьшилась на 15% с возрастающей скоростью без значительного уменьшения величины. Последующие наблюдения предполагают, что подозревают, что это связано с активностью оболочки в протяженной атмосфере звезды.

Помимо диаметра звезды, возникли вопросы о сложной динамике протяженной атмосферы Бетельгейзе. Масса, из которой состоят галактики, перерабатывается, поскольку звезды образуются и разрушаются, и красные сверхгиганты вносят вклад, но процесс потери основной массы остается загадкой. С развитием интерферометрических методологий астрономы могут быть близки к решению этой загадки. В июле 2009 года изображения, опубликованные Европейской южной обсерваторией, наземным очень большим телескопом интерферометром (VLTI), показанный обширный шлейф газа, простирающийся на 30 а.е. от звезды. в атмосфере. Этот выброс массы был равен расстоянию между Солнцем и Нептуном является одним из множества событий, происходящих в атмосфере, окружающей Бетельгейзе. Астрономы определили по крайней мере шесть раковин, окружающих Бетельгейзе. Решение тайны потери массы на поздних стадиях эволюции звезды может выявить факторы, ускоряющие взрывную смерть этих звездных гигантов.

2019–20 угасание

AAVSO V- звездная величина полосы Бетельгейзе с сентября 2018 г. по август 2020 г. Two orange blobs side by side on black backgrounds, one caption "Jan 2019" and the other captioned "Dec 2019" Сравнение изображений СФЕРА Бетельгейзе, сделанных в январе 2019 г. и декабря 2019 г., показывающих изменений яркости и формы

пульсирующего полуправильная переменная звезда, Бетельгейзе подвержена множественным циклам увеличения и уменьшения яркости из-за изменения ее размера и температуры. Астрономы, первыми отметили диммирование Бетельгейзе, университет Виллановы, Ричард Васатоник и Эдвард Гинан, а также любитель Томас Колдервуд, теоретизируют, что совпадение нормального минимума светового цикла составляет 5,9 лет. и более глубокий, чем обычно, 425-дневный период являются движущими факторами. Другими возможными причинами, выдвинутыми к концу 2019 года, были извержения газа или пыли или колебания поверхностной яркости звезды. К 2020 году долгосрочные и большие исследования Бетельгей с использованием в основном «ультрафиолетовых наблюдений с помощью космического телескопа Хаббла предполагают, что неожиданное значение, вероятно, было вызвано огромным выброшенного сверхгорячего материала. Материал охладился и образовал пылевое облако, которое блокировало звездный свет, исходящий примерно от четверти поверхности Бетельгейзе. Хаббл зафиксировал следы плотного, нагретого вещества, движущегося через атмосферу в сентябре, октябрь и ноября ", прежде чем несколько телескопов наблюдали за ним.

К январю 2020 года. года яркость Бетельгейзе уменьшилась примерно в 2,5 раза с 0,5 до 1,5, в феврале в журнале Сообщение астронома, что еще слабее. Telegram с рекордным минимумом +1,614, отмеченная, что звезда в Согласно популярным предположениям, это было указано на неизбежное предположение Астрономия журнал описал это как «причудливое заключение», согласно популярным предположениям. Это опустило Бетельгейзе из одного из 10 самых ярких звезд на небе в первую двадцатку, заметно тусклее, чем ее ближайший сосед Альдебаран. Я о том, что Бетельгейзе вот-вот взорвется как сверхновая, но астрономы отмечают, что сверхновая должна произойти примерно в течение следующих 100000 лет и, таким образом, маловероятна.

К 17 февраля 2020 года. Яркость Бетельгейзе оставалась постоянной около 10 дней, и звезда показала признаки восстановления яркости. 22 февраля 2020 года Бетельгейзе, возможно, вообще прекратила затемнение, почти завершив текущий эпизод затемнения. 24 февраля 2020 года не было обнаружено значительных изменений инфракрасного излучения за последние 50 лет; это казалось не связанным с недавним исчезновением изображения и предполагало, что надвигающийся коллапс ядра может быть маловероятным. Также 24 февраля 2020 года дальнейшие исследования показали, что поглощение «крупнозернистой околозвездной пыли » может быть наиболее вероятным объяснением затемнения звезды. Исследование, в котором используются наблюдения на субмиллиметровых длинах волн, исключает значительный вклад поглощения пыли. Вместо этого большие звездные пятна, по-видимому, являются причиной затемнения. Последующие исследования, опубликованные 31 марта 2020 года в The Astronomer's Telegram, обнаружили быстрое повышение яркости Бетельгейзе.

Бетельгейзе практически не наблюдается с земли в период с мая по август, потому что это слишком близко к Солнцу. Перед тем, как войти в свое соединение с Солнцем, Бетельгейзе достигла яркости +0,4 mag. Наблюдения с космическим аппаратом STEREO-A, проведенные в июне и июле 2020 года, показали, что с момента последнего наземного наблюдения в апреле звезда потемнела на 0,5 звездной величины. Это удивительно, потому что максимум ожидался в августе / сентябре 2020 года, а следующий минимум должен произойти примерно в апреле 2021 года. Однако известно, что яркость Бетельгейзе меняется нерегулярно, что затрудняет прогнозы. Затухание может указывать на то, что другое событие затемнения может произойти намного раньше, чем ожидалось. 30 августа 2020 года астрономы сообщили об обнаружении второго пылевого облака, испускаемого Бетельгейзе и связанного с недавним значительным затемнением (вторичный минимум 3 августа) светимости звезды.

Наблюдение

Изображение, показывающее Бетельгейзе (вверху слева) и плотные туманности комплекса Молекулярных облаков Ориона (Рохелио Берналь Андрео )

Бетельгейзе благодаря ее характерному оранжево-красному цвету и положению в Орионе легко обнаружить без одежды. глаз в ночном небе. Это одна из трех звезд, составляющих Зимний треугольник астеризм, и она отмечает центр Зимнего шестиугольника. В начале января каждого года его можно увидеть восходящим на востоке сразу после захода солнца. С середины сентября до середины марта (лучше всего в середине декабря) он виден практически во всех населенных регионах земного шара, кроме Антарктиды на широте южнее 82 °. В мае (умеренные северные широты) или июнь (южные широты) красный сверхгигант можно ненадолго увидеть на западном горизонте после захода солнца, а через несколько месяцев он снова появится на восточном горизонте перед восходом солнца. В промежуточный период (июнь - июль) он невидим невооруженным глазом (видим только в телескоп при дневном свете), кроме около полудня в антарктических регионах между 70 ° и 80 ° широты (в течение полярной ночи, когда Солнце находится за горизонтом).

Бетельгейзе - переменная, визуальная величина звезды находится в диапазоне от 0,0 до +1,6. Бывают периоды, когда она превосходит Ригеля и становится шестой по яркости звездой, а иногда даже ярче, чем Капелла. В самом слабом проявлении Бетельгейзе может отставать от Беты Круцис, которые сами по себе немного изменчивы, чтобы быть двадцатой по яркости звездой.

Бетельгейзе имеет B - V индекс цвета 1,85 - цифра, указывающая на ярко выраженную «красноту». Фотосфера имеет расширенную атмосферу, на которой видны сильные линии излучения, а не поглощения, явление, которое происходит, когда звезда окружена толстой газовой оболочкой (а не ионизированный). Наблюдалось движение этой протяженной газовой атмосферы к Бетельгейзе и от нее в зависимости от флуктуаций фотосферы. Бетельгейзе - самый яркий источник в ближнем инфракрасном диапазоне на небе с полосой J звездной величиной -2,99; только около 13% световой энергии звезды излучается в виде видимого света. Когда бы человеческие глаза были чувствительны к излучению на всех длинах волн, Бетельгейзе выглядела как самая яркая звезда в ночном небе.

В различных каталогах перечислено до девяти слабых визуальных спутников Бетельгейзе. Они находятся на расстоянии от одной до четырех угловых минут, и все они слабее, чем 10-я звездная величина.

В декабре 2019 года астрономы сообщили, что яркость звезды значительно уменьшилась и, следовательно, она может находиться на последних стадиях своего развития. его эволюция. Исследования, опубликованные совсем недавно, 22 февраля 2020 года, предполагают, что Бетельгейзе, возможно, перестала тускнеть и теперь, возможно, снова начинает светлеть, почти завершая текущий эпизоднения. Дальнейшие исследования звезды, о которых сообщалось 24 февраля 2020 года, не выявили значительных изменений в инфракрасном диапазоне за последние 50 лет и, похоже, не связаны с недавним исчезновением изображения, что позволяет предположить, что передвигающийся коллапс ядра маловероятен. Кроме того, 24 февраля 2020 года дальнейшие исследования показывают наиболее вероятным объяснением затемнения звезды могут быть поглощены «крупнозернистой околозвездной пыли ». 26 февраля 2020 года астрономы сообщили о большом количестве оксида титана (II) (TiO), одного из предшественников звездной пыли, в спектральных исследованиях, предполагая, что звезда может охлаждаться.

Звездная система

Бетельгейзе обычно считается одиночной изолированной звездой и убегающей звездой, в настоящее время не объединенной с каким скоплением или областью звездообразования, хотя место ее рождения неясно.

Красной сверхгигантской звезде предложены два спектроскопических спутника. Анализ данных поляризации с 1968 по 1983 год указал на близкого спутника с периодической орбитой около 2,1 года, и, используя спекл-интерферометрию, команда пришла к выводу, что более близкий из двух спутниковым был на расстоянии 0,06 ″ ± 0,01 ″ (≈9 а.е.) от главной звезды с позиционным углом 273 градуса, орбита, которая может поместить ее в хромосферу звезды. Более удаленный спутник находился на 0,51 ″ ± 0,01 ″ (≈77 а.е.) с позиционным углом 278 градусов. Дальнейшие исследования не исключают возможности существования этих спутников или активно опровергли их существование, но никогда не исключают возможности того, что близкий спутник внесет свой вклад в общий поток. Интерферометрия с высоким разрешением и его вставками, выходящая далеко за рамки технологий 1980-х и 1990-х годов, не обнаружила никаких спутников.

Измерения расстояний

Очень большая матрица НРАО , использованный для получения расстояния Бетельгейзе в 2008 году

Параллакс - это видимое изменение положения объекта, измеряемое в угловых секунд, вызванное изменением положения наблюдателя этого объекта. Когда Земля вращается вокруг Солнца, видно, что каждая звезда смещается на долю угловой секунды, что вместе с этой линией, обеспечивает расстояние до этой звезды. С момента первого измерения параллакса, выполненного Фридрихом Бесселем в 1838 году, астрономы были озадачены видимыми расстояниями до Бетельгейзе. Знание расстояния до звезды повышает качество звезд, таких как светимость, которые в сочетании с угловым диаметром можно использовать для вычисления физического радиуса и эффективной температуры ; светимость и изотопное содержание также можно использовать для оценки звездного возраста и массы.

В 1920 году, когда были выполнены первые интерферометрические исследования диаметра звезды, предполагаемое параллакс был 0,0180 . Это приравнивается к расстоянию 56 pc или примерно 180 ly, что дает не только неточный радиус звезды, но и все остальные характеристики звезды. С тех пор велась работа по измерению расстояния до Бетельгейзе предполагаемое расстояние достигает 400 пк или около 1300 св. Лет.

До публикации Каталог Hipparcos (1997), для Бетельгейзе было два противоречивых измерения параллакса. Первый, в 1991 г., дал параллакс 9,8 ± 4,7 mas, что дало расстояние примерно 102 пк или 330 св. Вторым был Входной каталог Hipparcos (1993) с тригонометрическим параллаксом 5 ± 4 мсек. Дуги расстояний, от 200 пк или 650 св. Лет. Используя этот неопределенность, исследователи использовали диапазон значений длины оценок.

Результаты миссии Hipparcos были опубликованы в 1997 году. Измеренный параллакс Бетельгейзе составил 7,63. ± 1,64 мсек. Дуги, что соответствует расстоянию примерно 131 пк или 427 св. Лет и имеет меньшую ошибку, чем предыдущие измерения. Однако более поздняя оценка измерений параллакса Hipparcos для чисел, таких как Бетельгейзе, показала, что неопределенность этих измерений была недооценена. В 2007 году был рассчитан улучшенный показатель 6,55 ± 0,83, следовательно, намного более жесткий коэффициент ошибки, что дает расстояние примерно 152 ± 20 пк или 520 ± 73 св. Лет.

В 2008 году с использованием Очень большая матрица (VLA) дала решение радио 5,07 ± 1,10 мсек. дуги, что соответствует расстоянию 197 ± 45 пк или 643 ± 146 св. лет. Как отмечает исследователь Харпер: «Пересмотренный параллакс Hipparcos приводит к большему расстоянию (152 ± 20 пк), чем оригинал; однако для решения астрометрии по-прежнему требуется значительный космический шум 2,4 мсек. Дуги. Обновленный результат дальнейших наблюдений с ALMA и систематические ошибки неизвестного происхождения, решение Harper объединяет наборы данных в надежде уменьшить такие ошибки. e-Merlin дает параллакс 4,51 ± 0,8 мсек. Дуги и расстояние 222 + 34. -48 пк или 724 + 111. −156 св. Лет.

В 2020 году новые данные наблюдений с космического сканера выброса солнечной массы на борту спутника Кориолиса и трех различных методов моделирования дали уточненный параллакс 5,95 + 0,58. -0,85 мсек. Солнца 764 + 116. -62 R☉и расстояние 168 + 27. -15 пк или 548 + 88. -49 св. Лет, что, если Точность будет означать, что Бетельгейзе почти на 25% меньше

Хотя нынешняя миссия Gaia Европейского космического агентства не была Ожидаетс, и на 25% ближе к Земле, чем считалось ранее. Я, что получены хорошие результаты для звезд ярче, чем предел достижения V = 6 инструментов миссии, фактическая работа показала хорошие результаты на объекте с величиной около +3. Принудительные наблюдения более ярких звезд означают, что окончательные результаты должны быть доступны для всех ярких звезд, а параллакс для Бетельгейзе будет опубликован на порядок точнее, чем доступно в настоящее время. Нет данных о Бетельгейзе в Gaia Data Release 2.

Изменчивость

AAVSO V-диапазон кривая блеска Бетельгейзе (Альфа Ориона) за декабрь С 1988 г. август 2002. Орион, с Бетельгейзе с его обычной величиной (слева) и во время необычно глубокого минимума в начале 2020 года (справа)

Бетельгейзе классифицируется как полурегулярная переменная звезда, что указывает на то, что в изменениях яркости заметна некоторая периодичность, но амплитуды могут изменяться, циклы могут иметь разную длину, а также могут быть остановки или периоды нерегулярности. Помещен в подгруппу SRc; это пульсирующие красные сверхгиганты с амплитудами около одной звездной величины и периода от десятков до сотен дней.

Бетельгейзе обычно показывает только небольшие изменения яркости около +0,5 звездной величины, хотя в крайних случаях яркость может достигать 0,0 или такой слабый, как величина +1,6. Бетельгейзе внесена в Общий каталог чисел с возможным периодом в 2335 дней. Более подробный анализ показал, что основной период составляет около 400 дней, короткий период - 185 дней и более длительный вторичный период - около 2100 дней. Самая низкая достоверно величина V-диапазона, равная +1,614, была зафиксирована в феврале 2020 года.

Радиальные пульсации красных сверхгигантов хорошо смоделированы и показывают, что периоды в несколько сотен дней обычно из-за основного и пульсации первого обертона. Линии в спектре Бетельгейзе показывают доплеровские сдвиги, что указывает на Лучевая скорость изменяется, грубо говоря, в соответствии с изменениями яркости. Это демонстрирует природу пульсаций, хотя соответствующие температурные и спектральные вариации четко не видны. Изменения в диаметре Бетельгейзе также были измерены напрямую. Наблюдались пульсации первого обертона продолжительностью 185 дней, а соотношение периодов основного тона периода и обертона дает ценную информацию о внутренней структуре звезды и ее возрасте..

Источник долгих вторичных периодов неизвестен, но их нельзя объяснить радиальными пульсациями. Интерферометрические наблюдения Бетельгейзе показали горячие точки, которые, как считается, создаются массивными конвекционными ячейками, составляющими значительную часть диаметра звезды и каждая из которых излучает 5–10% всего света звезды. Одна теория, объясняющая длинные вторичные периоды, заключается в том, что они вызваны эволюцией таких клеток в сочетании с вращением звезды. Другие теории включают тесные бинарные взаимодействия, хромосферную магнитную активность, влияющую на потерю массы, или нерадиальные пульсации, такие как g-моды.

В дополнение к дискретным доминирующим периодам, малая амплитуда видны стохастические вариации. Предполагается, что это происходит из-за грануляции, аналогичного тому же эффекту на солнце, но в гораздо большем масштабе.

Диаметр

13 декабря 1920 г., Бетельгейзе стала первой звездой за пределами Солнечной системы, у которой измерен угловой размер фотосферы. Хотя интерферометрия все еще находилась в зачаточном состоянии, эксперимент оказался успешным. Исследователи, используя модель однородного диска, определили, что диаметр Бетельгейзе составлял 0,047 ″, хотя звездный диск, вероятно, был на 17% больше из-за потемнения края , что привело к оценке его углового диаметра около 0,055 дюйма. С тех пор другие исследования дали угловые диаметры в диапазоне от 0,042 до 0,069 дюйма. Объединение этих данных с историческими оценками расстояний от 180 до 815 св. Лет дает прогнозируемый радиус звездного диска от 1,2 до 8,9 а.е. Солнечная система для сравнения: орбита Марса составляет около 1,5 а.е., Церера в поясе астероидов 2,7 а.е., Юпитер 5,5 а.е.- Итак, если предположить, что Бетельгейзе занимает место Солнца, его фотосфера может простираться за пределы орбиты Юпитера, не совсем достигая Сатурна в 9,5 а.е. и влияние конвективных сил на атмосферу звезды

Точный диаметр определить трудно. По нескольким причинам:

  1. Бетельгейзе - пульсирующая звезда, поэтому ее диаметр меняется со временем;
  2. У звезды нет определяемого «края», так как затемнение к краю приводит к изменению цвета оптического излучения и уменьшению дальнего. простирается от центра;
  3. Бетельгейзе окружена околозвездной оболочкой, состоящей из материи, выброшенной из звезды - материи, которая поглощает и излучает свет, что затрудняет определение фотосферы звезды;
  4. Измерения можно проводить на различных длинах волн в пределах электромагнитного спектра, а разница в заявленных диаметрах может достигать 30–35%, однако сравнение одного результата с другим затруднено, поскольку видимый размер звезды различается в зависимости от используемой длины волны. Исследования показали, что измеренный угловой диаметр значительно больше в ультрафиолетовом диапазоне, уменьшается в видимом диапазоне до минимума в ближнем инфракрасном и снова увеличивается в среднем инфракрасном спектре;
  5. Мерцание в атмосфере ограничивает разрешение, получаемое от наземных телескопов, поскольку турбулентность дает угловое разрешение.

Обычно сообщаемые радиусы больших холодных звезд радиусы Росселанда, определяемый как радиус фотосферы на определенной глубине в две трети. Это радиусу, вычисленному по эффективной температуре и болометрической светимости. Радиуселанда отличается от радиусов, измеренных непосредственно, с поправками на потемнение к краю и дальней волны наблюдения. Например, измеренный угловой диаметр 55,6 мсек будет соответствовать среднему диаметру Росселанда 56,2 мсек, в то время как дальнейшие поправки на существование окружающих пылевых и газовых оболочек дадут диаметром 41,9 мсек. Дуги.

проблемы, исследователи использовали различные решения. Астрономическая интерферометрия, впервые задуманная Ипполитом Физо в 1868 году, была основополагающей концепцией, которая позволила усовершенствовать современную телескопию и привела к созданию интерферометра Майкельсона в 1880-х годах и первое успешное измерение Бетельгейзе. Подобно тому, как человеческое восприятие одного глубины увеличивает, когда два глаза вместо воспринимают объект, Физо, наблюдая звезд через два отверстия вместо одного, чтобы получить интерференцию, которая предоставит информацию о пространственном распределении звезды. Наука развивалась быстро, и теперь используются многоапертурные интерферометры для получения пятнистых изображений, которые синтезируются с помощью Анализ Фурье для создания портрета с высоким разрешением. Именно эта методология определила горячие точки на Бетельгейзе в 1990-х годах. Другие технологические достижения включают в себя адаптивную оптику, космические обсерватории, такие как Hipparcos, Hubble и Spitzer, а также астрономический многолучевой рекомбинатор ( ЯНТАРЬ)., который объединяет лучи трех телескопов милли одновременно, позволяя исследователям достичь пространственного разрешения.

Наблюдения в разных областях - видимом, ближнем инфракрасном (NIR ), среднем диапазоне инфракрасный (MIR) или радио - дает очень разные угловые измерения. В 1996 году было показано, что однородный диск Бетельгейзе составляет 56,6 ± 1,0 мсек. Дуги. В 2000 г. команда Лаборатории космических наук измерила диаметр 54,7 ± 0,3 мсек. Дуги, игнорируя любой возможный вклад от горячих точек, которые менее заметны. в середине инфракрасного диапазона. Также был разрешен допуск на потемнение конечностей, что дало диаметр 55,2 ± 0,5 мсек. Более ранняя защита примерно 5,6 а.е. или 1200 R☉, если принять расстояние по Харперу в 2008 г., равное 197,0 ± 45 пк, что примерно соответствует размеру орбиты Юпитера в 5,5 а.е.

В 2004 г. Группа астрономов, работающих в ближнем инфракрасном диапазоне, объявила, что более точное измерение фотосферности составляет 43,33 ± 0,04 мсек. дуги. В исследовании также дается объяснение того, почему разные длины волн от видимого до среднего инфракрасного дают разные толстры: звезда видна через теплую протяженную атмосферу. На коротких волнах (видимый спектр) атмосфера рассеивает свет, тем самым немного увеличивая диаметр звезды. В ближнем инфракрасном диапазоне длин волн (полосы K и L ) рассеяние пренебрежимо мало, поэтому классическую фотосферу можно непосредственно увидеть; в среднем инфракрасном диапазоне рассеяние снова увеличивается, в результате чего тепловое излучение теплой атмосферы увеличивает видимый диаметр.

Инфракрасное изображение Бетельгейзе, Мейссы и Беллатрикс с окружающими туманности

Исследования с IOTA и VLTI, опубликованные в 2009 году, убедительно подтвердили идея о пылевых оболочках и молекулярной оболочке (MOLsphere) вокруг Бетельгейзе и диаметров от 42,57 до 44,28 м². со сравнительно незначительной погрешностью. В 2011 году третья оценка в ближнем инфракрасном диапазоне, подтверждающая цифры 2009 года, на этот раз показывает диаметр затемненного к краю диска 42,49 ± 0,06 мсек. Дуги. Диаметр фотосферы в ближнем инфракрасном диапазоне 43,33 мсек. Дуги на расстоянии 152 ± 20 пк от Hipparcos соответствует примерно 3,4 а.е. или 730 R☉. В статье 2014 года получен угловой диаметр 42,28 мсек. Дуги (эквивалент равномерного диска 41,01 мсек. Дуги) с использованием наблюдений в диапазонах H K, сделанных с помощью инструмента VLTI AMBER.

В 2009 году было объявлено, что радиус Бетельгейзе уменьшился с 1993 по 2009 гг. на 15%, при угловом измерении в 2008 г. 47,0 мсек. дуги. В этом исследовании использовалось измерение на одной длине волны за 15 лет. Уменьшение видимого размера Бетельгейзе соответствует диапазону значений от 56,0 ± 0,1 мсек. Дуги наблюдаемого в 1993 году, до 47,0 ± 0,1 мсд в 2008 году - сокращение почти на 0,9 а.е. за 15 лет. Наблюдаемое сокращение обычно используется как протяженной атмосферы вокруг Бетельзе, и наблюдения на других длинах диаметра за аналогичный период.

В последних моделях Бетельгейзе используется фотосферный угловой диаметр около 43 мсек. дуги с множеством оболочек до 50-60 мсек. дуги. Предполагаемое расстояние в 197 пк, это означает, что диаметр звезды составляет 887 ± 203 R ☉.

Когда-то считавшаяся самой большой угловой диаметр звезды на небе Солнца, Бетельгейзе утратила это различие в 1997 году. когда группа астрономов измерила R Doradus с диаметром 57,0 ± 0,5 мсек. дуги, хотя R Doradus, находящийся намного ближе к Земле на расстоянии около 200 св. лет, имеет линейный диаметр примерно в одну треть от диаметра Бетельгейзе.

Физические характеристики

(июль 2008 г., устарело). Относительные размеры планет в Солнечной системе и нескольких звезд, включая Бетельгейзе:
  1. Меркурий < Марс < Венера < Земля
  2. Земля < Нептун < Уран < Сатурн < Юпитер
  3. Юпитер < Волк 359 < Солнце < Сириус
  4. Сириус < Поллукс < Арктур ​​ < Альдебаран
  5. Альдебаран < Ригель < Антарес < Betelgeuse
  6. Бетельгейзе <Му Цефей < В.В. Цефей A < VY Canis Majoris
Сравнение размеров Бетельгейзе, Mu Cephei, KY Cygni и V354 Cephei, согласно Emily Levesque.

Бетельгейзе - очень большая яркая, но холодная звезда, классифицированная как красный сверхгигант M1-2 Ia-ab красный сверхгигант. Буква «M» в этом обозначении означает, что это красная звезда, принадлежащая к спектральному классу M, и поэтому она имеет относительно низкую фотосферную температуру; суффикс «Ia-ab» класс светимости указывает на то, что это сверхгигант промежуточной сверхвысокой способности со свойствами, находящимися между нормальнымгигантом и светящимся сверхгигантом. С 1943 года спектр Бетельгейзе служил одной из стабильных точек привязки, по которой классифицируются другие звезды.

Неопределенность в температуре поверхности звезды, ее диаметре и расстоянии затрудняет измерение спектров Бетельгейзе. светимость, но исследования, проведенные в 2012 году, говорят о светимости около 126 000 L, предполагая расстояние в 200 пк. Исследования, проведенные с 2001 года, показывают, что эффективные температуры находятся в диапазоне от 3250 до 3690 K. Ранее сообщалось о значениях вне этого диапазона, и большая часть отклонений считалась реальной из-засаций в атмосфере. Звезда также является медленным вращателем, и последняя скорость 5,45 км / с - намного медленнее, чем Антарес, который имеет скорость вращения 20 км / с. Период вращения зависит от размера Бетельгейзе и ориентации на Землю, но было подсчитано, что для поворота вокруг своей оси, наклоненной под углом около 60 ° к Земле, 36 лет.

В 2004 году астрономы использовали компьютер Моделирование предполагало, что даже если Бетельгейзе не вращается, она может проявлять крупномасштабную магнитную активность в протяженной атмосфере, фактор, при котором даже умеренно сильные поля могут иметь значимое влияние на звездную пыль, ветер и свойства потери массы. Серия спектрополяриметрических наблюдений, полученных в 2010 г. на телескопе Бернара Лио в обсерватории Пик-дю-Миди, выявила наличие слабого магнитного поля на поверхности Бетельгейзе, предполагая, что гигантские конвективные движения сверхгигантских звезд могут вызвать начало мелкомасштабного динамо- эффект.

Масса

У Бетельгей нет известных орбитальных спутников, ее нельзя рассчитать с помощью этого прямого метода. Современные оценки массы на основе теоретического моделирования значения дали 9,5–21 M со значениями 5 M☉–30 M☉из более ранних исследований. Было подсчитано, что Бетельгейзе начала свою жизнь как звезда 15–20 M☉, исходя из солнечной светимости 90 000–150 000. Новый метод определения сверхгиганта был предложен в 2011 году, обосновывая текущую звездную массу 11,6 M☉с верхним предел 16,6 и нижним 7,7 M☉, изображение на наблюдениях интенсивности звезды из узких H- полосовой интерферометрии и с использованием фотосферных измерений примерно 4,3 а.е. или 955 ± 217 R☉. Подгонка модели к эволюционным трекам текущей массы 19,4–19,7 M☉дает от начальной массы 20 M☉.

Движение

Orion OB1 Association

кинематика Бетельгейзе сложна. Возраст сверхгигантов класса M с начальной массой 20 M☉составляет примерно 10 миллионов лет. Исходя из текущего положения и движения, проекция назад во времени перенесена Бетельгейзе примерно на 290 парсеков дальше от галактической плоскости - невероятное местоположение, поскольку нет области звездообразования там. Более того, прогнозируемый путь Бетельгейзе, похоже, не пересекается с субассоциацией 25 Ori или гораздо более молодым скоплением туманности Ориона (ONC, также известным как Ori OB1d), особенно с тех пор, как Очень По данным астрометрии Длинный базовый массив расстояние от Бетельгейзе до ONC составляет от 389 до 414 парсеков. Следовательно, вполне вероятно, что Бетельгейзе не всегда имел свое текущее движение в пространстве, но время от времени меняла курс, возможно, в результате ближайшего звездного взрыва. Наблюдение Космической обсерватории Гершеля в январе 2013 года показало, что звездные ветры разбиваются о всемир межзвездную среду.

Наиболее вероятный сценарий звездообразования для Бетельгейзе заключается в том, что это побег звезда из ассоциации Orion OB1. Первоначально Бетельгейзе, входившая в сверхмассивную множественную систему в Ori OB1a, вероятно, образовалась около 10–12 миллионов лет назад, но быстро эволюционировала из-за своей большой массы. В 2015 году Х. Боуи и Дж. Алвес предположили, что Бетельгейзе может быть недавно открытой ассоциацией Тауриона OB.

околозвездной динамики

Изображение из ESO Очень большой телескоп, показывающий звездный диск и протяженную атмосфера с ранее неизвестным шлейфом окружающего газа

На поздней фазе звездной эволюции массивные звезды, подобные Бетельгейзе, проявляют высокие темпы потери массы, возможно, до M☉каждые 10 000 лет, что приводит к сложной околозвездной среде, которая постоянно находится в движении. В статье 2009 года потеря звездной массы была названа «ключом к пониманию эволюции Вселенной самых ранних космологических времен до нынешней эпохи, а также формирования планет и самой жизни». Однако физический механизм не совсем понятен. Когда Мартин Шварцшильд впервые применил свою теорию огромных конвективных ячеек, он утверждал, что это вероятная причина потерь массы уционировавших сверхгигантов, таких как Бетельгейзе. Недавняя работа подтвердила эту гипотезу, но все еще неясности относительно структуры их конвекции, механизма их потерь массы, уровня образования пыли в их протяженной атмосфере и условий, ускоряющих их драматический финал в виде сверхновой типа II. В 2001 году Грэм Харпер оценил звездного ветра в 0,03 M☉каждые 10 000 лет, но исследования, проведенные с 2009 года, предоставили доказательства эпизодической потери массы, делающей любые цифры для Бетельгейзе неопределенными. Текущие качестве наблюдения показывают, что такая звезда, как Бетельгейзе, может провести часть своей жизни в красного сверхгиганта, но затем пересечь диаграмму HR, снова пройти через краткую фазу желтого сверхгиганта. а затем взорваться как синий сверхгигант или звезда Вольфа-Райе.

Изображение художника из ESO, показывающее Бетельгейзе с гигантским пузырем, кипящим на его поверхность, сияющим шлейфом газа быть выброшенным на шесть фотосферных радиусов или на орбиту Нептуна

Астрономы могут быть близки к разгадке этой загадки. Они заметили большой шлейф газа, простирающийся по крайней мере в шесть раз по сравнению с радиусом звезды, что указывает на то, что Бетельгейзе не рассеивает равномерно во всех направлениях. Наличие плюма означает, что сферическая симметрия фотосферы звезды, часто наблюдаемая в инфракрасном диапазоне, не сохраняется в ее ближайшем окружении. Об асимметрии звездного диска сообщалось на разных длинах волн. Однако благодаря усовершенствованным возможностям адаптивной оптики NACO на VLT эта асимметрия стала очевидной. Двумя механизмами, которые могли вызвать асимметричную потерю массы, были крупномасштабные конвективные ячейки или полярная потеря массы, возможно, из-за вращения. При более глубоком исследовании с помощью AMBER ESO было обнаружено, что такое звездное потрясение стоит за массивным выбросом плюма, наблюдаемым Кервеллой. 614>

Асимметричные оболочки

В дополнение к фотосфере были идентифицированы шесть других компонентов атмосферы Бетельгейзе. Они представляют собой молекулярную среду, иначе известную как MOLsphere, газовая оболочка, хромосфера, пылевое окружение и две внешние оболочки (S1 и S2), состоящие из окиси углерода (CO). Известно, что некоторые из этих элементов асимметричны, в то время как другие перекрываются.

Внешний вид Очень Большого Телескопа ESO (VLT ) в Паранале, Чили

На расстоянии около 0,45 звездного радиуса (~ 2–3 а.е.) над фотосферой может находиться молекулярный слой, известный как MOLsphere или молекулярная среда. Исследования показывают, что он состоит из водяного пара и окиси углерода с эффективной температурой около 1500-500 К. Водяной пар был обнаружен в спектре сверхгиганта в 1960-х годах с помощью двух проектов Stratoscope, но на протяжении десятилетий игнорировался. MOL-сфера также может содержать SiO и Al2O3 - молекулы, которые могут объяснить образование пылевых частиц.

Внутренний вид одного из четырех 8,2-метровых единичных телескопов на VLT ESO

Асимметричная газовая оболочка, еще одна более холодная область, простирается на несколько радиусов (~ 10–40 а.е.) от фотосферы. Он обогащен кислородом и особенно азотом по сравнению с углеродом. Эти аномалии состава, вероятно, вызваны загрязнением материалом, обработанным CNO изнутри Бетельгейзе.

Изображения, полученные с помощью радиотелескопа в 1998 году, подтверждают, что у Бетельгейзе очень сложная атмосфера с температурой 3450 ± 850 К, аналогично, что было зарегистрировано на поверхности звезды, но намного ниже, чем окружающий газ в той той же области. Изображения VLA также показывают, что этот газ с более низкой температурой постепенно охлаждается по мере расширения наружу. Это неожиданно, но оказалось, что это самая изобильная составляющая атмосферы Бетельгейзе. «Это меняет наше базовое представление об атмосфере красных сверхгигантов», - объяснил Джереми Лим, руководитель группы. «Вместо гигантского конвективного воздуха вытесняют звезды из-за атмосферы». Это та же самая область, в которой можно представить, существует обнаруженный Кервеллой в 2009 году яркий шлейф, возможно, используемый углерод и азот и простирающийся по крайней мере на шесть радиусовфер в юго-западном направлении звезды.

Хромосфера непосредственно была отображена камера для слабых объектов на борту космического телескопа Хаббл в ультрафиолетовых длинах волн. На снимках также была обнаружена яркая область в юго-западном квадранте диска. Средний радиус хромосферы в 1996 г. Был примерно в 2,2 раза больше оптического диска (~ 10 а.е.) и, как сообщалось, имелась температура не выше 5500 К. Однако в 2004 г. наблюдения с помощью STIS, высокоточного спектрометра Хаббла, показал наличие теплой хромосферной плазмы на расстоянии не менее одной угловой секунды от звезды. На расстоянии 197 пк размер хромосферы может достигать 200 а.е. Наблюдения, обеспечивающая безопасное проникновение, холодным газом в газовой оболочке Бетельгейзе, а также пылью в ее околозвездных пылевых оболочках.

Это инфракрасное изображение с ESO VLT показывает сложные оболочки из газа и пыли вокруг Бетельгейзе - крошечный красный кружок в середине - это размер фотосферы.

Первое Заявление о пылевой оболочке, окружающей Бетельгейзе, было выдвинуто в 1977 году, когда было принято, что пылевые оболочки вокруг зрелых звезд часто испускают большое количество выбросов, превышающее фотосферный вклад. Используя гетеродинную интерферометрию, был сделан вывод, что красный сверхгигант испускает большую часть своего избыточного излучения с позиций за пределами 12 звездных радиусов или примерно на расстоянии пояса Койпера на расстоянии от 50 до 60 а. е. зависит от предполагаемого радиуса звезды. С тех пор исследования этой пылевой оболочки на разных длинах волн дали совершенно разные результаты. Исследования 1990-х годов оценили внутренний радиус пылевой оболочки от 0,5 до 1,0 угловых секунд, или от 100 до 200 а.е. Эти исследования показывают, что пыльная среда вокруг Бетельгейзе не статична. В 1994 году сообщалось, что в Бетельгейзе происходит спорадическое образование пыли на протяжении десятилетий, за которым следует простоя. В 1997 году были отмечены значительные изменения в морфологии пылевой оболочки за один год, что позволяет предположить, что оболочка асимметрично освещена полем звездного излучения, на которое сильно влияет существование фотосферных горячих точек. Сообщение 1984 года о гигантской асимметричной пылевой оболочке 1 пк (206 265 а.е.) не было подтверждено недавними исследованиями, хотя в другом, опубликованном в том же году, говорилось, что были обнаружены три пылевые оболочки, простирающиеся на четыре световых года с одной стороны от распадающейся звезды, что предполагает что Бетельгейзе сбрасывает свои внешние слои при движении.

Хотя точный размер двух внешних CO оболочек остается неуловимым, предварительные оценки предполагают, что одна оболочка простирается примерно от 1,5 до 4,0 arcseconds, а другой расширяется до 7,0 arcseconds. Если принять за радиус звезды орбиту Юпитера 5,5 а.е., внутренняя оболочка будет простираться примерно на 50-150 звездных радиусов (от ~ 300 до 800 а.е.), а внешняя - на 250 звездных радиусов (~ 1400 а.е.). Гелиопауза Солнца оценивается примерно в 100 а.е., поэтому размер этой внешней оболочки почти в четырнадцать раз больше размера Солнечной системы.

Сверхзвуковой носовой удар

Бетельгейзе сверхзвуковой движется через межзвездную среду со скоростью 30 км / с (т.е. ~ 6,3 а.е. / год), создавая носовой удар. Ударная волна создается не звездой, а ее мощным звездным ветром, поскольку он выбрасывает огромное количество газа в межзвездную среду со скоростью 17 км / с, нагревая материал, окружающий звезду, тем самым заставляя он виден в инфракрасном свете. Поскольку Бетельгейзе такая яркая, только в 1997 году была впервые получена фотография ударной волны. Структура кометы имеет ширину не менее одного парсека, исходя из предположения, что расстояние составляет 643 световых года.

Гидродинамическое моделирование головной ударной волны, проведенное в 2012 году, показывает, что она очень молодая - Меньше 30 000 лет, что предполагает две возможности: что Бетельгейзе только недавно переместилась в область межзвездной среды с другими свойствами, или что Бетельгейзе претерпела значительные преобразования, в результате которых изменился звездный ветер. В статье 2012 года было высказано предположение, что это явление было вызвано переходом Бетельгейзе от голубого сверхгиганта (BSG) к красному сверхгиганту (RSG). Есть свидетельства того, что на поздней стадии эволюции такой звезды, как Бетельгейзе, такие звезды "могут претерпевать быстрые переходы от красного к синему и наоборот на диаграмме Герцшпрунга-Рассела с соответствующими быстрыми изменениями звездных ветров и ударных волн". Более того, если будущие исследования подтвердят эту гипотезу, может оказаться, что Бетельгейзе пролетела около 200 000 а.е. в виде красного сверхгиганта, рассеявшего по своей траектории на 3 M ☉.

Жизненные фазы

Бетельгейзе - красный сверхгигант, который произошел от звезды O-типа главной последовательности. Его ядро ​​в конечном итоге схлопнется, произведя взрыв сверхновой и оставив после себя компактный остаток. Детали зависят от точной начальной массы и других физических свойств этой звезды главной последовательности.

Основная последовательность

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела, идентифицирующая сверхгигантов, таких как Бетельгейзе, которые отошли от главной последовательности

Начальную массу Бетельгейзе можно оценить только путем тестирования различных моделей звездной эволюции чтобы соответствовать его текущим наблюдаемым свойствам. Неизвестные модели и текущие свойства означают, что существует значительная неопределенность в первоначальном облике Бетельгейзе, но ее масса обычно оценивается в диапазоне 10–25 M☉, а современные модели находят значения 15–20 M☉. Можно разумно предположить, что его химический состав состоит из примерно 70% водорода, 28% гелия и 2,4% тяжелых элементов, что немного более богато металлами, чем Солнце, но в остальном похоже. Начальная скорость вращения более неопределенная, но модели с начальной скоростью вращения от низкой до умеренной дают наилучшее соответствие текущим свойствам Бетельгейзе. Эта версия главной последовательности Бетельгейзе была бы горячей светящейся звездой со спектральным классом, таким как O9V.

Звезде 15 M☉потребуется от 11,5 до 15 миллионов лет, чтобы достичь стадии красного сверхгиганта, с большим количеством лет. быстро вращающиеся звезды занимают больше всего времени. Быстро вращающимся 20 M☉звездам требуется 9,3 миллиона лет, чтобы достичь стадии красного сверхгиганта, тогда как 20 M☉звездам с медленным вращением требуется всего 8,1 миллиона лет. Это наилучшие оценки текущего возраста Бетельгейзе, поскольку время, прошедшее с момента ее стадии нулевого возраста главной последовательности, оценивается в 8,0–8,5 миллионов лет для звезды 20 M☉без вращения.

После истощения ядра водородом

Селестия изображение Ориона, каким он может быть с Земли, когда Бетельгейзе взрывается как сверхновая, которая может быть ярче, чем сверхновая, взорвавшаяся в 1006 году

Время, проведенное Бетельгейзе в качестве красного сверхгиганта, можно оценить, сравнив темпы потери массы с наблюдаемым околозвездным веществом, а также содержание тяжелых элементов на поверхности. Оценки варьируются от 20 000 до 140 000 лет. Бетельгейзе, похоже, переживает короткие периоды сильной потери массы и является убегающей звездой, быстро движущейся в космосе, поэтому сравнение ее текущей потери массы с общей потерянной массой затруднительно. Поверхность Бетельгейзе показывает усиление азота, относительно низкие уровни углерода и высокую долю C по сравнению с C, что указывает на звезду, которая первой испытала дноуглубительные работы. Однако первое углубление происходит вскоре после того, как звезда достигает фазы красного сверхгиганта, и это означает лишь то, что Бетельгейзе была красным сверхгигантом по крайней мере несколько тысяч лет. Лучшее предсказание состоит в том, что Бетельгейзе уже провела около 40 000 лет как красный сверхгигант, покинув главную последовательность, вероятно, миллион лет назад.

Текущая масса может быть оценена с помощью эволюционных моделей, исходя из начальной массы и ожидаемой масса потеряна пока. Для Бетельгейзе общая потеря массы, по прогнозам, составит не более одного M☉, что дает текущую массу 19,4–19,7 M☉, что значительно выше, чем оценивается другими средствами, такими как пульсационные свойства или модели потемнения конечностей. 614>

Ожидается, что все звезды массивнее примерно 10 M☉закончат свою жизнь, когда их ядро ​​схлопнется, что обычно приведет к взрыву сверхновой. Примерно до 15 M☉сверхновая типа II-P всегда рождается из стадии красных сверхгигантов. Более массивные звезды могут терять массу достаточно быстро, чтобы эволюционировать в сторону более высоких температур, прежде чем их ядра смогут схлопнуться, особенно для вращающихся звезд и моделей с особенно высокими темпами потери массы. Эти звезды могут производить сверхновые типа II-L или типа IIb от желтых или синих сверхгигантов или сверхновые типа Ib / c от звезд Вольфа-Райе. Модели вращающихся 20 M☉звезд предсказывают пекулярную сверхновуютипа II, подобную SN 1987A от синего сверхгиганта -прародителя. С другой стороны, 20 M☉не движущиеся моделей предсказывают сверхновую типа II-P от прародителя красного сверхгиганта.

Время до взрыва Бетельгейзе зависит от предсказанных начальных условий и от оценки времени уже провел как красный сверхгигант. Общее время жизни от начала красного сверхгиганта до коллапса ядра колеблется от примерно 300 000 лет для вращающейся звезды 25 M☉, 550 000 лет для вращающейся звезды 20 M☉и до миллиона лет для невращающейся звезды. 15 M☉звезд. Предполагаемое предполагаемое время, прошедшее с тех пор, как Бетельзе стало красным сверхгигантом, оцененным сроком его жизни от «наилучшего предположения» менее 100 000 лет для невращающейся модели 20 M☉до более длительного для вращающихся моделей или звезд с меньшей массой. Предполагаемое место рождения Бетельгейзе в ассоциации Orion OB1 - это местонахождение нескольких предыдущих сверхновых. Считается, что убегающие звезды могут быть вызваны сверхновыми, и есть веские доказательства того, что OB-звезды μ Columbae, AE Aurigae и 53 Arietis произошли от таких взрывы в Ori OB1 2,2, 2,7 и 4,9 миллиона лет назад.

Типичная сверхновая типа II-P испускает 2 × 10 Дж из нейтрино и производит взрыв с кинетической энергией 2 × 10 Дж. Как видно с Земли, Бетельгейзе как сверхновая типа IIP будет иметь пиковую видимую область где-то в диапазоне от -8 до -12. Это увидеть при дневном свете, возможной яркостью до легко части полной луны, хотя, вероятно, не превышающей ее. Этот тип сверхновой будет оставаться постоянной яркостью в течение 2–3 месяцев. Видимый свет образуется в основном в результате радиоактивного распада кобальта и сохраняет свою яркость благодаря увеличивающейся прозрачности охлаждающего водорода, выброшенного сверхновой.

Из-за недопонимания, вызванного 2009 годом. Публикация 15% -ного сжатия звезды, по-видимому, ее внешней атмосферы, предполагающих, что она взорвется в течение года, что приводит к преувеличенным заявлениям о последствиях такого события. Время и распространенность этих слухов были связаны с более широкими заблуждениями в астрономии, особенно с предсказаниями конца света, относящимися к календарю майя. Бетельгейзе вряд ли вызовет гамма-всплеск и находится недостаточно близко, чтобы его рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение или выброшенный материал оказали значительное влияние на Землю. После того, как Бетельгейзе потускнело в декабре 2019 года, в научных и основных средствах массовой информации появились сообщения, которые снова включаются в сообщения о том, что звезда может стать сверхновой - даже с учетом научных исследований, согласно которым сверхновая не ожидается в ближайшие 100000 лет. Некоторые издания сообщили о такой слабой величине, как +1,3, о необычном и интересном явлении, например, журнал Astronomy, National Geographic и Smithsonian. Некоторые ведущие СМИ, такие как The Washington Post, ABC News в Австралии и Popular Science, сообщали, что сверхновая возможна, но маловероятна, в то время как другие СМИ описывали сверхновая как реальная возможность. CNN, например, выбрал заголовок «Гигантская красная звезда ведет себя странно, и ученые думают, что она вот-вот взорвется», в то время как The New York Post объявила Бетельгейзе «из -за взрывная сверхновая ». Фил Плейт снова написал, чтобы исправить то, что он называет «плохой астрономией», отметив, что недавнее поведение Бетельгейзе «[что] необычно... не является беспрецедентным. Кроме того, оно, вероятно, победило ». тухать долго-долго ». Деннис Овербай из The New York Times, кажется, согласен с тем, что пишет: «Бетельгейзе вот-вот взорвется? Наверное, нет, но астрономы веселятся. размышляя об этом. "

После возможной сверхновой останется небольшой плотный остаток, либо черная дыра, либо черная дыра. У Бетельгейзе нет ядра, достаточно массивного для черной дыры, поэтому предсказано, что остаток будет нейтронной звездой примерно 1,5 M☉.

Этнологические атрибуты

Орфография и произношение

Бетельгейзе также написано Бетельжё и, в немецком, Бетейгёз (согласно Боде ). Консенсус относительно его произношения слаб и разнообразен, как и его написание:

Произношение -urz - это попытка передать звук французского eu; они работают только с р-отбрасывающими акцентами.

Этимология

Иллюстрация Ориона (перевернутая по горизонтали) в ас-Суфи Книга неподвижных звезд. Бетельгейзе обозначается как Яд аль-Джауза («Рука Ориона»), одно из предполагаемых этимологических источников его современного названия, а также как Манкиб аль-Джауза («Плечо Ориона»).

Бетельгейзе часто неправильно переводят как «подмышка центральной». В своей работе 1899 года Имена звезд и их значения американский натуралист-любитель Ричард Хинкли Аллен заявил, что происхождение происходит от ابط الجوزاء Ибу аль-Джауза, которое, как он утверждал, выродилось в нескольких формах, включая кровать Эльгезе, Бейт Альгезе, Бет-Эль-Гезе, Бетейгезе и других формах Бетельгейзе, Бетельгезе, Бетельгезе и Бетельжё. Звезда была названа Бельденгез в Таблицах Альфонса, а итальянский Иезуит священник и астроном Джованни Баттиста Риччоли называл ее Бетельгейз или Бедальгейз.

Пол Куницш, профессор арабских исследований в Мюнхенском университете, опроверг вывод Аллена и вместо этого предположил, что полное название искаженного арабского يد الجوزاء Яд аль-Джауза, что означает «Рука аль-Джауза», то есть Орион. Европейский неправильный перевод на средневековую латынь привел к тому, что первый символ y (ﻴ, с двумя точками внизу) был неверно прочитан как ab (ﺒ, с одной точкой внизу). В период Возрождения имя звезды было записано как بيت الجوزاء Bait al-Jauzā '(«Дом Ориона») или بط الجوزاء Baţ al-Jauzā', что, как ошибочно полагают, означает «подмышка Ориона» (истинный перевод «подмышки» был бы ابط, транслитерируемым как Ibţ). Это привело к современному рендерингу как Бетельгейзе. С тех пор другие авторы приняли объяснение Куницша.

Последняя часть имени, «-elgeuse», происходит от арабского الجوزاء al-Jauzā ', исторического арабского названия созвездия Орион, женское имя в древней арабской легенде и неопределенное значение. Буквально j-w-z, корень слова jauzā ', означает «средний», al-Jauzā' примерно означает «Центральный». Современное арабское название Ориона - الجبار al-Jabbār («Великан»), хотя использование الجوزاء al-Jauzā 'в названии звезды продолжается. Английский переводчик 17 века Эдмунд Чилмид дал ему имя Иед Альгейз («Рука Ориона») от Christmannus. Другие записанные арабские имена включают Аль Яд аль Ямна («Правая рука»), Аль Дхира («Рука») и Аль Манкиб («Плечо»), все они добавлены к слову «великана», как منكب الجوزاء Mankib al Jauzā '.

Звездная карта Дуньхуана, около 700 г. н.э., на которой изображена 参 宿 四 Shēnxiùsì (Бетельгейзе), четвертая звезда созвездия Трех звезд

Другие имена

Другие названия Бетельгейзе включали персидский Bašn "Рука" и коптский Klaria "Armlet". Баху было его санскритским названием, как часть индуистского понимания созвездия как бегущей антилопы или оленя. В традиционной китайской астрономии, имя для Бетельгейзе - 参 宿 Sh (Шэньси,си, Четвертая звезда созвездия Трех Звезд ) в качестве китайского Созвездие 参 宿 первоначально относилось к трем звездам в поясе Ориона. В конечном итоге это созвездие расширилось до десяти звезд, но прежнее название прижилось. В Японии клан Тайра, или Хэйкэ, принял Бетельгейзе и ее красный цвет в качестве своего символа, назвав звезду Хэйке-боши (平 家 星), в то время как Минамото, или Гэндзи, клан имел выбрал Ригель и его белый цвет. Две могущественные семьи вели легендарную войну в японской истории, когда звезды смотрели друг на друга и разделялись только поясом.

В таитянских преданиях Бетельгейзе было одним из столпов подпирая небо, известное как Ана-вару, столп, на котором можно сидеть. Его также называли Та'уруа-нуи-о-Мере «Великое веселье в родительских чаяниях». На гавайском языке это звучит как Каулуа-коко, «яркая красная звезда». народ Лакандона в Америке знал его как chäk tulix «красная бабочка».

Автор астрономии Роберт Бернхэм-младший обозначает термин падпарадашах, который обозначает редкий оранжевый сапфир. в Индии - для звезды.

Мифология

С историей астрономии, объединенная с мифологией и астрологией до научная революция, красная звезда, как и планета Марс, получившая свое название от римского бога войны, была соединена связями с боевым искусством. архетип завоеваний на протяжении тысячелетий, соответственно, мотив смерти и возрождения. Другие культуры породили разные мифы. Стивен Р. Уилк предположил, что созвездие Ориона могло представлять греческую мифологическую фигуру Пелопса, которое было сделано искусственное плечо из слоновой кости, с плечом Бетельгейзе, его цвет напоминал красновато-желтый блеск. из слоновой кости.

Аборигены из Великой пустыни Виктория в Южной Австралии включили Бетельгейзе в свои устные традиции как клуб Ниеруны (Орион), наполняется магией огня и рассеивается перед возвращением. Это было истолковано как свидетельство того, что первые наблюдатели-аборигены знали об изменениях яркости Бетельгейзе.

В Америке Бетельгейзе означает отрубленную конечность человека-фигуры (Ориона) - Таулипанг Бразильцы знают созвездие как Зилилкаваи, героя, чья нога была отрезана его женой, а переменный свет Бетельгейзе был связан с отсечением конечности. Точно так же народ лакота в Северной Америке видит в нем вождя, которому Америка отрубили руку. Народ вардамана из северной Австралии знал звезду как Я-джунгин «Совиные глаза, щелкающие глазами», ее переменный свет означает периодическое наблюдение за церемониями, проводимыми лидером красных кенгуру Ригелем. В южноафриканской мифологии Бетельгей воспринимает как лев, бросающий хищный взор на трех зебр, представ Поясом Ориона.

Санскритское название Бетельгейзе - ārdrā «влажная», одноименная лунная с Ардры индуистской астрологии. Ригведический Бог бурь Рудра правил звездой; эта ассоциация связана звездным энтузиастом 19-го века Ричардом Хинкли Алленом с бурной природой Ориона. Созвездия в македонском фольклоре предоставит собой сельскохозяйственные предметы и животных, отражая их деревенский образ жизни. Для них Бетельгейзе была Орах, «пахарь», наряду с остальной частью Ориона, изображавшей плуг с волами. Чт Восстание Бетельгейзе около 3 часов утра в конце лета и осенью означало, что сельским мужчинам пора идти в поля и пахать. Для инуитов появление Бетельгейзе и Беллатрисы высоко в южном небе после заката ознаменовало начало весны и удлинение дней в конце февраля и начале марта. Две звезды были ими известны как Akuttujuuk, «те (две) находятся далеко друг от друга», имея в пределах расстояния между людьми с Северного Баффинова острова и полуострова Мелвилл.

Противоположные места Ориона и Скорпион и соответствующие им ярко-красные переменные звезды Бетельгейзе и Антарес были отмечены древними культурами по всему миру. Закат Ориона и восход Скорпиона означают смерть Ориона скорпионом. В Китае они обозначают братьев и соперников Шэнь и Шан. Батаки Суматры отметили свой Новый год первым новолунием после того, как Пояс Ориона опустился за горизонт, и в этот момент Бетельгейзе осталась «как хвост петуха». Положение Бетельгейзе и Антареса на противоположных концах небесного неба считалось значительным, а их созвездия рассматривались как пара скорпионов. Дни скорпиона отмечены как ночи, когда можно увидеть оба созвездия.

В массовой культуре

Бетельгейзе, одна из самых ярких и известных звезд, фигурирует во многих художественных произведений. Необычное имя звезды вдохновило название фильма 1988 года Битлджус, и сценарист Майкл МакДауэлл впечатлен тем, сколько людей установили связь. В научно-популярном сериале Автостопом по Галактике автора Дугласа Адамса, Форд Префект был с «маленькой планеты где-то в окрестностях Бетельгейзе».

Два американских военно-морских корабля были названы звезды, оба корабля времен войны, USS Betelgeuse (AKA-11) спущенный на воду в 1939 году и USS Betelgeuse (АК-260) спущен на воду в 1944 году. В 1979 году французский супертанкер Бетельгейзе был пришвартован у Уидди, разгрузив нефть, когда он взорвался, в результате чего погибло 50 человек в одной из самых страшных стран катастроф в мире История Ирландии.

В песне Дэйв Мэтьюз Бэнд "регистрируется звезда. Песня Blur "Far Out" из их альбома 1994 года Parklife упоминает Бетельгейзе в своих текстах.

Поэма Филипа Ларкина "Северный корабль" ", найденный в коллекции с тем же названием, указано на звезду в разделе под названием" Выше 80 ° с.ш. ", который гласит:

" 'У женщины десять когтей' /

Пел пьяный боцман; / Дальше, чем Бетельгейзе, / Ярче, чем Орион, / Или планеты Венера и Марс, / Звездное пламя над океаном; / 'У женщины десять когтей', /

Пел пьяный боцман ».

Гумберт Вульф написал стихотворение о Бетельгейзе, которое положил на музыку Густавст.

Таблица оценок углового диаметра

Эта таблица не - исчерпывающий список угловых измерений, проведенных с 1920 года. Также включен столбец с текущим диапазоном радиусов для каждого исследования, основанного на последнем участке Бетельгейзе (Харпер и др.) В 197 ± 45 пк.

СтатьяГодТелескоп# Spectrum λ(μm )∅(mas )Radii @. 197 ± 45 pc Примечания
Michelson1920Mt-Wilson 1Видимый 0,57547,0 ± 4,73,2–6,3 AUКонечность затемнена + 17% = 55,0
Бонно1972Паломар 8Видимый0,422–0,71952,0–69,03,6–9,2 AUСильная корреляция ∅ с λ
Balega1978ESO 3Visible0,405–0,71545,0–67,03,1–8,6 AUНет корреляции между ∅ с λ
1979SAO 4Visible0,575–0,77350,0–62,03,5–8,0 AU
Бушер1989WHT 4Видимый0,633–0,71054,0–61,04,0– 7,9 AUОбнаруженные асимметрии / горячие точки
Уилсон1991WHT4Видимый0,546–0,71049,0–57,03,5–7,1 AUПодтверждение точек доступа
Тухилл1993WHT8Видимый0,633–0,71043,5–54,23, 2 –7,0 AUИсследование горячих точек на 3-х звёздах
1992WHT1NIR 0,90242,6 ± 3, 03,0–5,6 AU
Гиллиланд1995HST UV 0,24–0,27104– 11210,3–11,1Диаметр FWHM
0,265–0,29592–1009,1–9,8
Weiner1999ISI 2MIR (N Band )11,15054,7 ± 0,34, 1– 6,7 AUзатемнение конечности = 55,2 ± 0,5
Перрин1997IOTA 7NIR (диапазон K )2.20043,33 ± 0,043,3–5,2 AUK и полосы L, контраст данных 11,5 мкм
Haubois2005IOTA6NIR (Диапазон H )1,65044,28 ± 0,153, 4– 5,4 AUдиаметр Росселанда 45,03 ± 0,12
Эрнандес2006VLTI 2NIR (диапазон K)2,099– 2,19 842,57 ± 0,023,2–5,2 AUЯнтарный с полученными результатами.
Ohnaka2008VLTI3NIR (диапазон K)2,280–2,31043,19 ± 0,033,3–5,2 AUКонечность потемнела 43,56 ± 0,06
Города1993ISI17МИР (диапазон N)11,15056,00 ± 1,004,2–6,8 AUСистематическое исследование, включающее 17 измерений на одной длине волны с 1993 по 2009 гг.
2008ISIMIR (диапазон N)11,15047,00 ± 2,003, 6–5,7 AU
2009ISIMIR (диапазон N)11,15048,00 ± 1,003,6–5,8 AU
Охнака2011VLTI3NIR (диапазон K)2,280–2,31042,05 ± 0,053,2–5,2 AUКонечность потемнела 42,49 ± 0,06
Harper2008 г.VLA Также следует отметить, что Harper et al. в заключении своей статьи сделайте следующее замечание: «В некотором смысле, расстояние в 200 пк - это баланс между расстояниями Hipparcos 131 пк (425 св. лет) и радио, которое стремится к 250 пк (815 св. лет)» - следовательно, установив ± 815 св. лет как внешнее расстояние до звезды.

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с Бетельгейзе.
  1. Марс и Орион над долиной монументов Небесный пейзаж с относительной яркостью Бетельгейзе и Ригель.
  2. Орион: с головы до ног Захватывающий вид на комплекс молекулярных облаков Орион от Рохелио Бернала Андрео.
  3. Пятнистая поверхность Бетельгейзе Восстановленное изображение, показывающее две горячие точки, возможно конвекционные ячейки.
  4. Имитация звезды-сверхгиганта «Звезда в коробке» Фрейтага, иллюстрирующая природу «гранул чудовищ» Бетельгейзе.
  5. Почему мерцают звезды Изображение Бетельгейзе, показывающее эффект мерцания атмосферы в телескоп.

Последняя правка сделана 2021-05-12 14:22:19
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте