Bildetekst: Overflaten til Betelgeuse i nær infrarød på 1,64 mikron i bølgelengde, oppnådd med IOTA-interferometer (Arizona). Kreditt: Copyright 2010 Haubois / Perrin (LESIA, Observatoire de Paris)
Et internasjonalt team av astronomer har fått et enestående bilde av overflaten til den røde supergianten Betelgeuse, i stjernebildet Orion. Bildet avslører tilstedeværelsen av to gigantiske lyspunkter, som dekker en stor brøkdel av overflaten. Deres størrelse tilsvarer jord-solavstanden. Denne observasjonen gir den første sterke og direkte indikasjonen på tilstedeværelsen av konveksjonsfenomenet, transport av varme ved å bevege materie, i en annen stjerne enn solen. Dette resultatet gir en bedre forståelse av strukturen og evolusjonen til supergiganter.
Betelgeuse er en rød supergiant som ligger i stjernebildet Orion, og er ganske annerledes enn vår sol. For det første er det en enorm stjerne. Hvis det var sentrum av solsystemet vårt, ville det strekke seg til Jupiters bane. 600 ganger større enn solen vår, utstråler den omtrent 100 000 ganger mer energi. I tillegg, med en alder av bare noen få millioner år, er Betelgeuse-stjernen allerede nær ved slutten av livet og er snart dømt til å eksplodere som en supernova. Når det gjør det, skal supernovaen sees lett fra Jorden, selv i bred dagslys.
Men vi vet nå at Betelgeuse har noen likhetstrekk med sola, ettersom den også har solflekker. Overflaten har lyse og mørke flekker, som faktisk er regioner som er varme og kalde flekker på stjernen. Flekkene vises på grunn av konveksjon, dvs. transport av varme med materie-strømmer. Dette fenomenet blir observert hver dag i kokende vann. På overflaten av Solen er disse flekkene ganske velkjente og synlige. Det er imidlertid slett ikke tilfelle for andre stjerner og spesielt supergiganter. Størrelsen, de fysiske egenskapene og levetiden til disse dynamiske strukturene forblir ukjent.
Betelgeuse er et godt mål for interferometri fordi dens størrelse og lysstyrke gjør det lettere å observere. Ved å bruke samtidig de tre teleskopene til det infrarøde optiske teleskoparray (IOTA) interferometer på Mount Hopkins i Arizona (siden fjernet), og Paris-observatoriet (LESIA), var astronomene i stand til å oppnå en rekke målinger med høy presisjon. Disse gjorde det mulig å rekonstruere et bilde av stjerneflaten takket være to algoritmer og dataprogrammer.
To forskjellige algoritmer ga det samme bildet. Den ene ble opprettet av Eric Thiebaut fra Astronomical Research Center of Lyon (CRAL) og den andre ble utviklet av Laurent Mugnier og Serge Meimon fra ONERA. Det endelige bildet avslører stjernens overflate med enestående detaljer som aldri ble sett før. To lyspunkter dukker tydelig opp ved midten av stjernen.
Analysen av flekkenes lysstyrke viser en variasjon på 500 grader sammenlignet med gjennomsnittstemperaturen til stjernen (3600 Kelvin). Den største av de to strukturene har en dimensjonsekvivalent
til fjerdedelen av stjernediameteren (eller halvannen jord-solavstand). Dette markerer en klar forskjell med solen der konveksjonscellene er mye finere og når nesten ikke 1/20 av solradiusen (noen få jordradiier). Disse egenskapene er kompatible med ideen om lysende flekker produsert ved konveksjon. Disse resultatene utgjør en første sterk og direkte indikasjon på tilstedeværelsen av konveksjon på overflaten av en annen stjerne enn solen.
Konveksjon kan spille en viktig rolle i forklaringen av massetapfenomenet og i den gigantiske gassrøysen som blir utvist fra Betelgeuse. Det siste er blitt oppdaget av et team ledet av Pierre Kervella fra Paris Observatory (les vår artikkel om denne oppdagelsen). Konveksjonsceller er potensielt ved utspringet til varme gassutkastene.
Astronomene sier at denne nye oppdagelsen gir ny innsikt i overlegne stjerner, og åpner for et nytt forskningsfelt.
Kilder: Sammendrag: arXiv, Paper: “Imaging the spotty overflate of Betelgeuse in H band,” 2009, A&A, 508, 923 ″. Paris observatorium
