Астрономы впервые получили карту скоростей движения вещества в атмосфере другой звезды

Астрономы построили первое детальное изображение поверхности звезды Антарес, красного сверхгиганта в созвездии Скорпиона. Кроме того, получена первая карта скоростей движения вещества в атмосфере звезды — ранее такие карты строились только для Солнца. Исследователи обнаружили в газовой оболочке Антареса неожиданно обширные турбулентные области. Статья опубликована в журнале Nature.

Красные сверхгиганты — это массивные и очень большие звезды, которые сошли с главной последовательности и находятся на поздней стадии эволюции. На этом этапе жизни звезды «раздуваются» и у них развивается сложная, многокомпонентная атмосфера. Например, известно, что в газовой оболочке красных сверхгигантов есть яркие пятна, а также что в пределах трех звездных радиусов горячая хромосфера (5 — 8 тысяч кельвинов) и холодный газ (< 3500 кельвинов) существуют вместе. Динамику сложной атмосферы этих звезд уже изучали методами ультрафиолетовой и оптической спектроскопии, однако это дает только общую информацию. В новой работе был применен другой метод — измерение скоростей движения вещества в газовой оболочке с помощью спектрограмм, снимков спектра небесного тела. 

Группа исследователей под руководством Кейичи Онака (Keiichi Ohnaka) из Северного Католического университета для этой цели использовала интерферометр Very Lagre Telescope (VLT) в Паранальской обсерватории. Он представляет собой комплекс из четырех отдельных 8,2-метровых и четырех вспомогательных 1,8-метровых телескопов, объединенных в одну систему. Все вместе они образуют виртуальный телескоп с эквивалентным диаметром зеркала до 200 метров. Этот метод позволяет разглядеть детали значительно меньшего углового размера, чем это возможно каждым из телескопов по отдельности.

С помощью инструмента AMBER, работающего в ближнем ИК-диапазоне, астрономы получили индивидуальные изображения поверхности Антареса. Сравнивая снимки, исследователи вычислили разность скоростей атмосферного газа в различных точках атмосферы и среднюю скорость движения вещества по всей ее поверхности. В результате получилась карта относительных скоростей атмосферного газа на протяжении всего диска Антареса — первая такая карта, полученная не для Солнца.

Исследователи нашли турбулентный газ низкой плотности на значительно больших, чем предсказывалось, расстояниях от центра звезды. Они заключили, что эти движения газа не могут быть обусловлены конвекцией, то есть крупномасштабными перемещениями вещества при переносе энергии из ядра звезды в ее внешнюю атмосферу, как это происходит в многих звездах. Вероятно в этом процессе задействован другой, пока еще неизвестный науке механизм.

Снимок, полученный астрономами — уже не первое изображение поверхности звезды. Не так давно ученые с помощью телескопа ALMA получили самый детальный снимок другого красного сверхгиганта, звезды Бетельгейзе.

Кристина Уласович