Bildtext: Ytan på Betelgeuse i nära infraröd vid 1,64 mikron i våglängd, erhållen med IOTA-interferometern (Arizona). Kredit: Copyright 2010 Haubois / Perrin (LESIA, Observatoire de Paris)
Ett internationellt team av astronomer har fått en enastående bild av ytan på den röda supergigant Betelgeuse, i stjärnbilden Orion. Bilden avslöjar förekomsten av två gigantiska ljuspunkter som täcker en stor del av ytan. Deras storlek motsvarar jord-solavståndet. Denna observation ger den första starka och direkta indikationen på närvaron av konvektionsfenomenet, transport av värme genom rörligt material, i en annan stjärna än solen. Detta resultat ger en bättre förståelse för supergiganters struktur och utveckling.
Betelgeuse är en röd supergiant som ligger i stjärnbilden Orion och skiljer sig mycket från vår sol. Först är det en enorm stjärna. Om det var mitten av vårt solsystem skulle det sträcka sig till Jupiters bana. På 600 gånger större än vår sol, strålar den ungefär 100 000 gånger mer energi. Dessutom, med en ålder av bara några miljoner år, Betelgeuse-stjärnan närmar sig slutet av sitt liv och är snart dömd att explodera som en supernova. När det gör det, bör supernovaen ses lätt från jorden, även i dagsljus.
Men vi vet nu att Betelgeuse har vissa likheter med solen, eftersom det också har solfläckar. Ytan har ljusa och mörka fläckar, som faktiskt är regioner som är heta och kalla platser på stjärnan. Fläckarna uppträder på grund av konvektion, d.v.s. transport av värme med materialströmmar. Detta fenomen observeras varje dag i kokande vatten. På solens yta är dessa fläckar ganska välkända och synliga. Det är dock inte alls fallet för andra stjärnor och i synnerhet supergiganter. Storleken, fysiska egenskaperna och livslängden för dessa dynamiska strukturer förblir okänd.
Betelgeuse är ett bra mål för interferometri eftersom dess storlek och ljusstyrka gör det lättare att observera. Genom att använda samtidigt de tre teleskopema för den infraröda optiska teleskopuppsättningen (IOTA) -interferometern på Mount Hopkins i Arizona (sedan avlägsnad), och Parisobservatoriet (LESIA) kunde astronomerna få en mängd mätningar med hög precision. Dessa gjorde det möjligt att rekonstruera en bild av stjärnytan tack vare två algoritmer och datorprogram.
Två olika algoritmer gav samma bild. Den ena skapades av Eric Thiebaut från Astronomical Research Center of Lyon (CRAL) och den andra utvecklades av Laurent Mugnier och Serge Meimon från ONERA. Den slutliga bilden avslöjar stjärnytan med aldrig tidigare skådade detaljer. Två ljusa fläckar visas tydligt bredvid stjärnans centrum.
Analysen av fläckarnas ljusstyrka visar en variation på 500 grader jämfört med medeltemperaturen för stjärnan (3 600 Kelvin). Den största av de två strukturerna har en dimension motsvarande
till fjärdedelen av stjärndiametern (eller en och en halv avståndet mellan jord och sol). Detta markerar en tydlig skillnad med solen där konvektionscellerna är mycket finare och når knappast 1/20 av solradie (några jordradie). Dessa egenskaper är förenliga med idén om lysande fläckar som produceras genom konvektion. Dessa resultat utgör en första stark och direkt indikation på närvaron av konvektion på ytan av en annan stjärna än solen.
Konvektion kan spela en viktig roll i förklaringen av massförlustfenomenet och i den gigantiska gasflöde som förvisas från Betelgeuse. Det senare har upptäckts av ett team under ledning av Pierre Kervella från Paris Observatory (läs vår artikel om denna upptäckt). Konvektionsceller är potentiellt ursprunget till de heta gasutkastningarna.
Astronomerna säger att denna nya upptäckt ger nya insikter om överlägsna stjärnor och öppnar upp ett nytt forskningsfält.
Källor: Sammanfattning: arXiv, Paper: “Imaging the spotty ytan of Betelgeuse in H-bandet,” 2009, A&A, 508, 923 ″. Paris observatorium
