Pressemeddelelse

Skarpeste kik på Betelgeuse afslører hvordan superkæmpestjerner mister masse

Afsløring af en kæmpes sande ansigt

29. juli 2009

Ved at bruge forskellige moderne teknikker på ESO’s Very Large Telescope, har to uafhængige grupper af astronomer opnået de skarpeste billeder nogensinde af superkæmpestjernen Betelgeuse. Billederne viser, at stjernen har en stor fjerformet sky af gas, der er næsten lige så stor som vores Solsystem, og en gigantisk kogende boble på overfladen. Disse opdagelser bidrager til at forklare, hvordan disse kæmper mister enorme mængder materiale på kort tid.

"Betelgeuse – den næstklareste stjerne i Orion – er en rød superkæmpe. Den er en af de største stjerner, vi kender – næsten 1000 gange større end vores stjerne, Solen [1]. Den er også kendt, som en af de mest lysstærke stjerner, idet den udsender 100.000 gange mere lys end Solen. Disse ekstreme egenskaber varsler en kortlivet stjernekonges voldsomme død. Med en alder på kun nogle få millioner år, er Betelgeuse allerede ved at nærme sig slutningen på sit liv og er snart dømt til at eksplodere som en supernova. Når det sker, vil supernovaen let kunne ses fra Jorden, selv i fuldt dagslys.

Røde superkæmper gemmer stadig på flere uløste mysterier. Et af dem er, hvordan disse kæmper kan miste så enorme mængde af materiale – en masse svarende til Solen – på kun 10.000 år. To grupper af astronomer har brugt ESO’s Very Large Telescope (VLT), og de mest avancerede teknologier til at tage et nærmere kik på den gigantiske stjerne. Deres samlede arbejde tyder på, at et svar på spørgsmålet om det store massetab er inden for rækkevidde.

Den første gruppe, anvendte NACO-instrumentet med adaptiv optik kombineret med en såkaldt ”lucky imaging”-teknik, for at opnå det skarpeste billede nogensinde af Betelgeuse, selv med Jordens turbulente og billedforvrængende atmosfære i vejen. Med ”lucky imaging”, udvælges kun de skarpeste optagelser, der efterfølgende bliver samlet til et billede, som er meget skarpere end en enkelt langtidseksponering ville være.

Det resulterende NACO-billede når næsten den teoretiske grænse for skarphed, der kan opnås med et 8 meter teleskop. Opløsningen er så fin som 37 millibuesekunder, hvilket svarer til størrelsen på en tennisbold på den Internationale Rumstation (ISS) set fra Jorden.

”Takket være disse fremragende billeder har vi opdaget en stor fjerformet sky af gas, der strækker sig ud i rummet fra overfladen af Betelgeuse”, siger Pierre Kervella fra Paris’ observatorium, der leder forskergruppen. Skyens størrelse er mindst seks gange så stor som stjernens diameter svarende til afstanden mellem Solen og Neptun.

”Dette er en klar indikation på, at hele yderskallen af stjernen ikke udslynger materiale i alle retninger”, tilføjer Kervella. To mekanismer kan forklare denne asymmetri. En mulighed er, at massetabet sker fra kæmpestjernens polområder, måske på grund af dens rotation. Den anden mulighed er, at en sådan sky er dannet over meget store gasbevægelser inde i stjernen, der kaldes konvektion – svarende til cirkulationen af vand, der varmes op i en gryde.

For at skelne mellem de to muligheder, måtte astronomerne studere kæmpen i endnu større detalje. For at gøre dette har Keiichi Ohnaka fra Max Planck Instituttet for radioastronomi i Bonn, Tyskland, og hans kolleger anvendt interferometri. Med AMBER-instrumentet på ESO’s Very Large Telescope Interferometer, der kombinerer lyset fra tre 1,8 meter hjælpeteleskoper på VLT, fik astronomerne observationer, der var lige så skarpe, som hvis de var lavet med et gigantisk 48 meter teleskop. Med en så fremragende opløsning, var astronomerne i stand til indirekte at registrere detaljer, der er fire gange mindre end de fantastiske NACO-billeder allerede havde muliggjort (med andre ord, på størrelse med en marmorkugle på ISS set fra Jorden).

”Vores AMBER-observationer er de skarpeste af enhver art, der nogensinde er lavet af Betelgeuse. Desuden har vi opdaget, hvordan gassen bevæger sig i forskellige områder på Betelgeuse’s overflade – det er første gang det er gjort for en stjerne bortset fra Solen”, siger Ohnaka.

AMBER-observationerne afslørede, at gassen i Betelgeuse’s atmosfære bevæger sig voldsomt op og ned, og at disse bobler er lige så store som superkæmpestjernen selv. De enestående observationer har fået astronomerne til at foreslå, at disse store gasbevægelser, der ruller under Betelgeuse’s røde overflade, står bag udslyngningen af den store vifteformede sky ud i rummet.

Noter

[1] Hvis Betelgeuse var i midten af vores Solsystem, ville den strække sig næsten ud til Jupiters bane, og dermed omslutte Merkur, Venus, Jorden og asteroidebæltet.

Mere information

Denne forskning er præsenteret i to videnskabelige artikler, der udkommer i Astronomy and Astrophysics:
The close circumstellar environment of Betelgeuse: Adaptive optics spectro-imaging in the near-IR with VLT/NACO, af Pierre Kervella m.fl., og Spatially resolving the inhomogeneous structure of the dynamical atmosphere of Betelgeuse with VLTI/AMBER, af Keiichi Ohnaka m.fl.

Grupperne består af P. Kervella, G. Perrin, S. Lacour og X. Haubois (LESIA, Observatoire de Paris, Frankrig), T. Verhoelst (KU Leuven, Belgien), ST Ridgway (National Optical Astronomy Observatory, USA) og J. Cami (University of Western Ontario, Canada), og af K. Ohnaka, K.-H. Hofmann, T. Driebe, F. Millour, D. Schertl og G. Weigelt (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland), M. Benisty (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italien), A . Chelli (LAOG, Grenoble, Frankrig), R. Petrov og F. Vakili (Lab. H. Fizeau, OCA, Nice, Frankrig) og Ph. Stee (Lab. H. Fizeau, OCA, Grasse, Frankrig).

ESO, det Europæiske Syd Observatorium, er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 14 medlemslande: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. Flere lande har udtrykt interesse i medlemskab. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for astronomi for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 42 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Videnskabelige artikler: Kervella, P. m.fl. og Ohnaka, K. m.fl.
• Mere info: VLT hjemmeside
• Mere info: Adaptiv optik hjemmeside (på engelsk)
• Mere info: Interferometri hjemmeside (på engelsk)

Kontakter

Pierre Kervella
Observatoire de Paris-Meudon
Paris, France
Tel: +33 1 45 07 79 66
E-mail: Pierre.Kervella@obspm.fr

Keiichi Ohnaka
Max-Planck Institute for Radio Astronomy
Bonn, Germany
Tel: +33 1 45 07 79 66
E-mail: kohnaka@mpifr-bonn.mpg.de

Olivier Hainaut
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6752
E-mail: ohainaut@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso0927 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.