Международная команда астрономов впервые получила прямые доказательства влияния сопутствующей звезды на красный сверхгигант Бетельгейзе, прояснив долгие наблюдательные загадки вокруг поведения этой знаменитой звезды в созвездии Ориона. Новые данные, основанные на многолетних наблюдениях с телескопа Hubble и наземных обсерваторий, раскрывают след (wake) вторичного компонента, который формируется в расширенной внешней атмосфере Бетельгейзе, когда спутник проходит сквозь неё в своей орбите. Эти результаты были представлены на 247-й ежегодной встрече Американского астрономического общества и доступны в препринте статьи, принятой к публикации в The Astrophysical Journal.
Что представляет собой Бетельгейзе и почему её изучают
Бетельгейзе — одна из самых ярких звёзд ночного неба, расположенная примерно в 650 световых лет от Земли в созвездии Ориона. Это красный сверхгигант, чья масса и размеры существенно превосходят Солнце: объём Бетельгейзе настолько огромен, что в неё могли бы поместиться миллионы Солнц. Такая звезда находится в конечной фазе эволюции и постепенно теряет массу за счёт мощных звёздных ветров, что делает её важным объектом для исследования процессов старения массивных звёзд и их предстоящих взрывов сверхновых.
Наблюдения Бетельгейзе привлекали внимание учёных и публики, в том числе после резкого падения её яркости в 2019–2020 годах. Это явление побудило астрономов искать возможные объяснения, включая неполадки в структуре самой звезды или влияние внешних факторов.
Компаньон Siwarha: след в атмосфере
Новое исследование демонстрирует, что вокруг Бетельгейзе действительно существует сопутствующая звезда, названная Siwarha (что означает «её браслет» в арабском), которая проходит в непосредственной близости от поверхности сверхгиганта и движется по орбите с периодом около 2100 дней (примерно 5,8 лет).
Учёные пришли к этому заключению, анализируя изменения в спектре излучения Бетельгейзе за почти восемь лет: они тщательно отслеживали движение и распределение газа в её расширенной атмосфере. При прохождении спутника через атмосферу он создаёт плотный «вихрь» или след, который регистрируется в виде изменений в спектральных линиях из-за перемещения газов и их плотности.
След Siwarha проявляется как отличительная особенность в спектре излучения и движении газа, особенно в линии ионизованного железа (Fe II), когда спутник оказывается перед диском сверхгиганта с точки зрения наблюдателя на Земле. Эти изменения последовательно повторяются с орбитальным периодом, что эффективно подтверждает влияние компаньона на атмосферу Бетельгейзе.
Как наблюдали след спутника
Для обнаружения следа Siwarha астрономы использовали:
- космический телескоп Hubble для съёмки в ультрафиолетовом диапазоне и анализа спектральных линий света элементов, таких как Fe II;
- наземные обсерватории, включая Обсерваторию Фреда Лоуренса Уиппла и обсерваторию Роке де лос Мучачос, для дополнительных измерений скорости и направления движения газа.
Сочетание космических и наземных данных позволило учёным выделить закономерности в поведении газов, зависящие от положения спутника на орбите и излучения Бетельгейзе. Наблюдаемые изменения согласуются с ожидаемыми характеристиками «следа» от компонента, проходящего через внешние слои огромной атмосферы сверхгиганта.
Почему важно обнаружить спутника
Открытие спутника около Бетельгейзе имеет несколько важных последствий для астрофизики:
1. Объяснение долгосрочных вариаций яркости.
Бетельгейзе демонстрирует несколько периодов изменения яркости: основной с примерно 400-дневным циклом и более длинный, около 2100 дней. Долгое время вторичный цикл оставался необъяснённым, однако теперь его происхождение связывают с орбитальным движением спутника, что помогает устранить неопределённости в моделях поведения сверхгигантов.
2. Новые сведения о взаимодействии звёзд.
Поскольку Siwarha движется внутри обширной атмосферы Бетельгейзе, это предоставляет уникальную возможность изучить, как две звезды на разных стадиях эволюции влияют друг на друга, включая процессы переноса массы и гравитационного воздействия.
3. Влияние на понимание будущей эволюции.
Понимание структуры и динамики внешних слоёв Бетельгейзе помогает уточнить, когда и как она может взорваться как сверхновая, и насколько интенсивно звезда теряет свою массу в последние этапы жизни.
Связь с предыдущими открытиями
Дата и способ открытия спутника подтверждают и дополняют результаты предыдущих наблюдений, включая прямое обнаружение, проведённое в 2025 году с помощью инструмента Alopeke на телескопе Gemini North, когда была впервые визуально идентифицирована слабая компаньон-звезда близ Бетельгейзе. Этот объект демонстрирует интенсивную зависимость периодичности яркости сверхгиганта от гравитационного взаимодействия с менее массивным спутником.
Названный Siwarha, спутник имеет массу порядка 1,5 массы Солнца и находится на расстоянии от сверхгиганта, приблизительно сопоставимом с четырьмя расстояниями между Землёй и Солнцем — но из-за огромного размера Бетельгейзе фактически движется внутри расширенной звездной атмосферы.
Будущие наблюдения
Поскольку орбитальный цикл компаньона составляет около 2100 дней, следующий момент максимального влияния на атмосферу Бетельгейзе ожидается в 2027 году. Это даёт астрономам возможность запланировать новые наблюдения, которые смогут дополнительно изучить структуру следа и уточнить физические параметры взаимодействия двух звёзд.
Вывод
Наблюдения и анализ данных за несколько лет позволили наконец получить прямые свидетельства влияния скрытой звезды-спутника на атмосферу красного сверхгиганта Бетельгейзе. След компаньона, называемого Siwarha, помогает объяснить ранее необъяснимые аспекты изменения яркости и газовой динамики этой замечательной звезды, а также открывает новые возможности для изучения эволюции массивных звёзд и их окружения в финальные этапы жизни.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
