Точное температурное измерение красного сверхгиганта

Красные сверхгиганты — это тип звезд, которые закончили свою жизнь взрывом сверхновой. Их жизненные циклы до конца не изучены, отчасти из-за трудностей с измерением их температуры. И вот теперь астрономы впервые разработали точный метод определения температуры поверхности красных сверхгигантов.

Точное температурное измерение красного сверхгиганта

Бетельгейзе. Красный сверхгигант выглядит как красная вспышка между двумя оранжевыми облаками. © 2021 Andrew Klinger

2

Звезды бывают самых разных размеров, масс и составов. Наше Солнце считается относительно небольшим экземпляром звезды, особенно по сравнению с такой звездой, как Бетельгейзе, который как раз и является красным сверхгигантом. Красные сверхгиганты — это звезды, масса которых более чем в десять раз превышает массу Солнца. Такая масса приводит к тому, что звезды этого типа умирают с чрезвычайной силой в результате огромного взрыва — сверхновой — особенно в так называемых сверхновых типа II.

Сверхновые типа II обогащают вселенную элементами, необходимыми для жизни. Вот почему исследователи заинтересованы в том, чтобы узнать о них как можно больше. В настоящее время нет возможности точно предсказывать взрывы сверхновых. Частью этой загадки является понимание природы красных сверхгигантов, которые предшествуют сверхновым.

Несмотря на то, что красные сверхгиганты чрезвычайно ярки и все еще видны на больших расстояниях, трудно получить важные сведения о них, включая их температуру. Это связано со сложной структурой их верхних атмосфер, что приводит к несоответствиям в методах измерения температуры, которые вполне могут работать для других типов звезд.

«Чтобы измерить температуру красных сверхгигантов, нам нужно было найти некоторые видимые или спектральные свойства, на которые не повлияли их сложные верхние атмосферы», — говорит аспирант Дайсуке Танигучи с факультета астрономии Токийского университета. — «Химические сигнатуры, называемые линиями поглощения, были идеальными кандидатами на эту роль, но не существует единой линии, которая показывала бы только температуру. Изучая отношения между двумя разными, но связанными линиями (линиями железа), мы обнаружили, что сами отношения зависят как раз от температуры. И измерения были проведены последовательно и предсказуемо».

Танигучи и его команда наблюдали звезды-кандидаты с помощью инструмента WINERED, который установлен на телескопах для измерения спектральных свойств далеких объектов. Ученые измерили линии поглощения железа и рассчитали отношения, чтобы оценить температуры соответствующих звезд. Объединив эти измерения температуры с точными измерениями расстояния от космической обсерватории ESA Gaia, они рассчитали яркость или светимость звезд и обнаружили, что их результаты полностью соответствуют теории.

«Нам еще многое предстоит узнать о сверхновых и связанных с ними объектах и явлениях, но я думаю, что это исследование поможет астрономам заполнить некоторые пробелы», — считает Танигучи. — «Гигантская звезда Бетельгейзе (звезда на левом плече Ориона) могла бы взорваться еще при жизни одного поколения. В 2019 и 2020 годах она неожиданно ослабла. И было бы очень интересно, если бы мы могли предсказать, взорвется ли она как сверхновая и когда это произойдет. Я надеюсь, что наша новая технология внесет свой вклад в это дело и принесет еще много новых знаний».

Источник