eso0927no — Pressemelding

Superskarpt bilde av Betelgeuse avslører hvordan kjempestjerner mister masse

En kjempes sanne ansikt avdekkes

29 July 2009

Med avanserte avbildningsteknikker på ESOs Very Large Telescope har to uavhengige forskerteam tatt de skarpeste bildene hittil av superkjempen Betelgeuse. De viser at stjernen har en gigantisk gassøyle som er nesten like stor som vårt eget solsystem, og en enorm, kokende boble på overflaten. Oppdagelsene er viktige ledetråder i jakten på å forstå hvordan disse sværingene klarer å kvitte seg med materie i et slikt forrykende tempo.

Betelgeuse – den nest klareste stjernen i stjernebildet Orion – er en såkalt rød superkjempe. Den er en av de største stjernene astronomene kjenner til, med en masse nesten 1000 ganger større enn Solas [1]. Den sender ut mer enn 100 000 ganger mer lys enn Sola og er dermed en av de mest lyssterke stjernene vi vet om. Slike ekstreme egenskaper innebærer et kort liv. Med en alder på bare noen få millioner år nærmer Betelgeuse seg allerede slutten på livet. Den er dømt til å snart eksplodere som en supernova. Når så skjer, vil supernovaen enkelt kunne sees fra Jorda, selv i fullt dagslys.

Røde superkjemper skjuler fortsatt uløste mysterier. Et av dem er hvordan disse monsterstjernene kaster av seg så mye materiale – tilsvarende omtrent Solas masse – i løpet av kun 10 000 år. To team av astronomer har anvendt ESOs Very Large Telescope (VLT) og høyteknologiske instrumenter for å ta kjempestjernen nærmere i øyesyn. De samlede resultatene tyder på at svaret på spørsmålet rundt massetapet kan være funnet.

Den første gruppen brukte adaptiv optikk-instrumentet NACO, kombinert med en teknikk kalt "lucky imaging", for å fremskaffe det skarpeste bildet av Betelgeuse noensinne, til tross for at Jordas turbulente og bildeforvrengende atmosfære lå i veien. Ved "lucky imaging" utvelges bare de aller skarpeste enkelteksponeringene, som deretter kombineres til et bilde som er mye skarpere enn en enkel, lang eksponering ville vært.

De endelige NACO-bildene når nesten den teoretiske grensen for hvor skarpt et 8-metersteleskop kan avbilde. Oppløsningen er ned mot 37 millibuesekunder, noe som tilsvarer det å få øye på en tennisball plassert på Den internasjonale romstasjonen ISS, 360 km over jordoverflaten.

"Takket være disse enestående bildene har vi oppdaget en svær gassøyle som strekker seg ut i rommet fra stjernens overflate," sier teamleder Pierre Kervella fra Paris-observatoriet. Gassøylen er minst seks ganger større enn stjernens diameter. Det tilsvarer avstanden mellom Sola og Neptun.

"Dette er en klar indikasjon på at stjernens ytre gasslag ikke kvitter seg med materiale likt i alle retninger," tilføyer Kervella. To mekanismer kan forklare denne asymmetrien. En teori går ut på at massetapet skjer over polområdene til kjempestjernen, muligens på grunn av rotasjonen. Den andre muligheten er at gassøylene dannes over store og kraftige gasstrømninger inni stjernen. Sistnevnte fenomen kalles konveksjon, og er helt analogt til vannstrømningene i en kokende kjele.

For å komme nærmere et svar var det nødvendig å studere superkjempen enda nøyere. Keiichi Ohnaka fra Max Planck-instituttet for radioastronomi i Tyskland og hans kollegaer valgte å bruke teknikken interferometri. Med AMBER-instrumentet på ESOs Very Large Telescope Interferometer, som kombinerer lyset fra tre 1,8 meter store hjelpeteleskoper ved siden av VLT, kunne astronomene foreta observasjoner like skarpe som de man ville fått med et gigantisk 48-metersteleskop. Med en slik oppløsning kunne astronomene indirekte se detaljer som var fire ganger mindre enn de fantastiske NACO-bildene (oppløsning tilsvarer med andre ord å skjelne et kronestykke plassert på romstasjonen, sett fra bakken).

"AMBER-observasjonene våre er de skarpeste observasjonene noensinne, uansett type, av Betelgeuse. Vi kunne dessuten studere gasstrømninger på forskjellige steder på overflaten til Betelgeuse. Det er første gang dette har vært gjort for en annen stjerne enn Sola," sier Ohnaka.

AMBER-observasjonene avslørte at gassen i Betelgeuses atmosfære har voldsomme bevegelser både opp og ned, og at disse gassboblene er like store som kjempestjernen selv. De unike observasjonene har fått astronomene til å foreslå at det er storskalastrømningene under Betelgeuses røde overflate som står bak utslyngningen av den gigantiske gassøylen.

Fotnoter

[1] Hvis Betelgeuse lå midt i solsystemet vårt, ville stjernen strekke seg nesten helt ut til Jupiter og sluke Merkur, Venus, Jorda, Mars og Asteroidebeltet.

Mer informasjon

Denne studien presenteres to forskningsartikler i journalen Astronomy & Astrophysics: "The close circumstellar environment of Betelgeuse: Adaptive optics spectro-imaging in the near-IR with VLT/NACO" av Pierre Kervella et al., og "Spatially resolving the inhomogeneous structure of the dynamical atmosphere of Betelgeuse with VLTI/AMBER" av Keiichi Ohnaka et al.

Forskerteamet består av P. Kervella, G. Perrin, S. Lacour og X. Haubois (LESIA, Observatoire de Paris, Frankrike), T. Verhoelst (K. U. Leuven, Belgia), S. T. Ridgway (National Optical Astronomy Observatories, USA), J. Cami (University of Western Ontario, Canada), K. Ohnaka, K.-H. Hofmann, T. Driebe, F. Millour, D. Schertl og G. Weigelt (Max-Planck-Institute for Radio Astronomy, Bonn, Tyskland), M. Benisty (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italia), A. Chelli (LAOG, Grenoble, Frankrike), R. Petrov og F. Vakili (Lab. H. Fizeau, OCA, Nice, Frankrike), og Ph. Stee (Lab. H. Fizeau, OCA, Grasse, Frankrike).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 14 land: Belgia, Danmark, England, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESO har en ambisiøs dagsorden med fokus på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg, der hovedmålet er å gjøre viktige vitenskapelige oppdagelser. ESO har også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO bygget Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et såkalt ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på 42 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Mob.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen@astro.uio.no

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: j.e.ovaldsen@astro.uio.no

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

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

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

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso0927 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er astronomene Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso0927no
Legacy ID:PR 27/09
Facility:Very Large Telescope
Science data:2009A&A...504..115K
2009A&A...503..183O

Bilder

A plume on Betelgeuse (artist’s impression)
A plume on Betelgeuse (artist’s impression)
kun på engelsk
A close look at Betelgeuse
A close look at Betelgeuse
kun på engelsk
Betelgeuse in Orion (with annotations)
Betelgeuse in Orion (with annotations)
kun på engelsk
A plume on Betelgeuse (artist’s impression with annotations)
A plume on Betelgeuse (artist’s impression with annotations)
kun på engelsk
Digitized Sky Survey Image of Betelgeuse
Digitized Sky Survey Image of Betelgeuse
kun på engelsk

Videoer

Zoom in on Betelgeuse
Zoom in on Betelgeuse
kun på engelsk

Se også