eso1726ru — Научный релиз

Уникальный прямой снимок поверхности и атмосферы звезды

Первая карта движения вещества в атмосфере звезды

23 августа 2017 г.

23 августа 2017 г.
Используя Очень Большой Телескоп-Интерферометр ESO, астрономы впервые в истории астрономии построили детальное изображение поверхности звезды Антарес— красного сверхгиганта. Кроме того, получена первая карта скоростей вещества в атмосфере звезды – ранее такие карты строились только для Солнца. Выявлены неожиданно обширные турбулентные области в мощной протяженной атмосфере Антареса. Результат опубликован в журнале Nature.

Знаменитая ярко-красная звезда Антарес сияет в сердце созвездия Скорпиона. Антарес – красный сверхгигант, огромная и сравнительно холодная звезда на поздней стадии эволюции; в будущем ей суждено превратиться в сверхновую [1].

Группа исследователей под руководством Кейичи Онака (Keiichi Ohnaka) из Северного Католического университета (Universidad Católica del Norte) в Чили при помощи Очень Большого Телескопа-Интерферометра ESO (VLTI) в чилийской обсерватории Параналь построила карту поверхности Антареса и измерила движения поверхностных слоев вещества звезды. Это лучшее из всех до сих пор полученных изображений поверхности и атмосферы звезды – если, конечно, не считать Солнца.

VLTI – уникальный инструмент, в котором складываются световые потоки от отдельных телескопов комплекса VLT, то есть от двух до всех четырех 8.2-метровых «юнитов» -- Основных телескопов, или от такого же количества Вспомогательных телескопов меньшего размера, в результате чего образуется виртуальный телескоп с эквивалентным диаметром зеркала до 200 метров. Этот метод позволяет разрешать в изображении детали значительно меньшего углового размера, чем это возможно с каждым из телескопов по отдельности.

Более полувека было неясно, как именно у таких звезд, как Антарес, на последних стадиях их эволюции происходит столь быстрая потеря массы”, -- говорит Кейичи Онака, основной автор работы. “VLTI – единственный инструмент, с которым можно напрямую измерить движения газа в протяженной атмосфере Антареса, то есть, сделать принципиальный шаг в решении этой проблемы.Следующая задача -- понять, что именно эти турбулентные движения вызывает”.

Выполнив эти измерения, астрономы построили первую двумерную карту скоростей в атмосфере звезды, отличной от Солнца. Для этого они использовали VLTI в комплектации из трех Вспомогательных телескопов, а также приемник AMBER для получения индивидуальных изображений поверхности Антареса в узком диапазоне инфракрасных волн. По этим данным ученые вычислили разности между скоростями атмосферного газа в в различных точках звезды и среднюю скорость по всей ее поверхности [2]. В результате получилась карта относительных скоростей газа в атмосфере по диску Антареса — первая такая карта, полученная не для Солнца.

Исследователи нашли турбулентный газ низкой плотности на значительно больших, чем предсказывалось, расстояниях от поверхности звезды. Они заключили, что эти движения газа не могут быть обусловлены конвекцией [3], то есть крупномасштабными перемещениями вещества при переносе энергии из ядра звезды в ее внешнюю атмосферу, как это происходит в многих звездах. Для объяснения движений вещества в протяженных атмосферах красных сверхгигантов, каким является Антарес, возможно, понадобится новый, пока неизвестный механизм.

В будущем этот метод наблюдений может быть применен к исследованиям поверхностей и атмосфер различных типов звезд с беспрецедентной детализацией. Пока такие измерения были возможны только на Солнце”, -- заключает Онака. “Наша работа открывает перед звездной астрофизикой новые горизонты, совершенно новое направление в наблюдениях звезд.

Примечания

[1] Антарес считается классическим красным сверхгигантом. Эти огромные умирающие звезды имеют массы от девяти до сорока солнечных. Когда звзеда превращается в красный сверхгигант, ее атосфера расширяется, в результате размеры и яркость звезды увеличиваются, а плотность падает. Сейчас масса Антареса около 12 Солнц, а диаметр примерно в 700 раз больше, чем у Солнца. ПО оценкам, начальная масса Антареса была около 15 солнечных: три массы Солнца было выброшено звездой за время ее существования.

[2] Скорость движения вещества в направлении к Земле или от нее можно измерить по эффекту Допплера: спектральные линии смещаются к красному или голубому концу спектра в зависимости от того, движется ли вещество, излучающее или поглощающее свет в этих линиях, от наблюдателя или к нему.

[3] Конвекция – это процесс циркуляции вещества вследствие того, что более тяжелая холодная его часть движется вниз, а горячая -- вверх. Это явление происходит в атмосфере и в океанах Земли, но также и в недрах звезд.

Узнать больше

Результаты работы представлены в статье “Vigorous atmospheric motion in the red supergiant star Antares”, K. Ohnaka и др., публикуемой в журнале Nature.

Состав исследовательской группы: K.Ohnaka (Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile), G.Weigelt (Max- Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Germany) и K.-H.Hofmann (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Germany)

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и самая продуктивная в мире наземная астрономическая обсерватория. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), работающий также в режиме крупнейшего в мире оптического телескопа-интерферометра (Very Large Telescope Interferometer, VLTI), и два широкоугольных телескопа с большим полем зрения: крупнейший в мире телескоп для выполнения обзоров неба в инфракрасных лучах VISTA и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент для обзоров неба в видимом свете. ESO также является одним из основных партнеров по эксплуатации двух инструментов на плато Чахнантор: APEX и крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +78123637207
Сотовый: +78123637207
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

Keiichi Ohnaka
Instituto de Astronomía — Universidad Católica del Norte
Antofagasta, Chile
Телефон: +56 55 235 5493
Email: k1.ohnaka@gmail.com

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1726.

О релизе

Релиз №:eso1726ru
Название:Antares
Тип:Milky Way : Star : Evolutionary Stage : Red Supergiant
Facility:Very Large Telescope Interferometer
Instruments:AMBER
Science data:2017Natur.548..310O

Изображения

На VLTI получен вид поверхности Антареса
На VLTI получен вид поверхности Антареса
Антарес, красный сверхгигант, в представлении художника
Антарес, красный сверхгигант, в представлении художника
Карта скоростей на поверхности Антареса, полученная с VLTI
Карта скоростей на поверхности Антареса, полученная с VLTI
Ярко-красная звезда Антарес в созвездии Скорпиона
Ярко-красная звезда Антарес в созвездии Скорпиона

Видео

ESOcast 123 Light: Уникальное изображение поверхности и атмосферы звезды (4K UHD)
ESOcast 123 Light: Уникальное изображение поверхности и атмосферы звезды (4K UHD)
«Полет» к красному сверхгиганту Антаресу
«Полет» к красному сверхгиганту Антаресу
Антарес: 3D-анимация
Антарес: 3D-анимация
Approaching Antares (artist's impression)
Approaching Antares (artist's impression)
только на английском

Также смотрите наши