Moderní lidé — nebo Homo Sapiens — existují jen asi 250 000 let. To je jen mrknutí oka v kosmologických termínech. Jak se ukazuje, hvězda Betelgeuse může být jen přibližně stejně stará.
Nová studie zkoumá myšlenku, že Betelgeuse vznikla sloučením dvou hvězd jen před několika sty tisíci lety.
Studie se jmenuje „ Je Betelgeuse výsledkem minulé fúze? “ Hlavním autorem je Manos Chatzopoulos, odborný asistent fyziky a astronomie na Louisianské státní univerzitě. Studie je dostupná v online otevřeném archivu arXiv.org .
Betelgeuse neboli Alpha Orionis je desátou nejjasnější hvězdou na obloze. V severních zeměpisných šířkách je prominentní během zimy v souhvězdí Orion. Je to červený veleobr a jeho červená barva je jasně vidět pouhým okem.
Pozemní snímek souhvězdí Orionu. Obrazový kredit: Akira Fujii
Betelgeuse zachytil titulky na začátku tohoto roku, protože jeho měnící se svítivost. Měnící se svítivost byla záhadná a někteří přemýšleli, jestli to znamená, že se hvězda brzy stane supernovou. V Betelgeuse je však více záhad než její variace svítivosti.
Betelgeuse je pravděpodobně hvězda na útěku, která byla vyvržena ze svého rodiště Sdružení Orion OB1 . Pohybuje se mezihvězdným médiem (ISM) rychlostí asi 30 km/s a vytváří masivní příďový šok která je široká přes čtyři světelné roky. To je místo, kde Betelgeusesův hvězdný vítr naráží do ISM.
Betelgeuse se také otáčí velmi rychle, s rotační rychlostí asi 5,5 km/s, ve srovnání s naším Sluncem těsně pod 2 km/s. A je to obrovské. Pokud by byla ve středu naší sluneční soustavy, její oběžná dráha by pohltila Merkur, Venuši, Zemi, Mars a možná i Jupiter.
V úvodu svého článku autoři píší: „Tvrdíme, že nejlepší scénář, který může vysvětlit jak rychlou rotaci Betelgeuze, tak její pozorovanou velkou vesmírnou rychlost, je ten, kdy byla dvojhvězda dynamicky vyvržena svou mateřskou kupou před několika miliony let. a následně sloučeny.“
Betelgeuse zabírá hodně místa. Rudí supergianti jako by to byly nejobjemnější hvězdy ve vesmíru, které spálily většinu vodíku ve svém jádru a expandovaly. Fyzika diktuje, že jak se objekty roztahují, jejich rotace se zpomaluje. Tomu se někdy říká „krasobruslařský“ efekt, protože když se krasobruslaři točí, roztahují ruce, aby zpomalili rotaci. (Ale je to opravdu jen zachování momentu hybnosti.)
Betelgeuse se ale otáčí rychleji, než by měla. Ve skutečnosti to není jen Betelgeuse, která se točí rychleji, než by měla. Líbí se to i některým dalším hvězdám. Autoři píší: „Nedávné pozorovací průzkumy masivních hlavních
sekvenční hvězdy ukázaly, že velký počet z nich se rychle otáčí, přičemž některé dosahují rotačních rychlostí až ? 450 km s? 1.” Poukazují také na to, že Kepler našel v jejich obří fázi hvězdy, které rotují až 18krát rychleji než Slunce.
To přináší další pozorovací fakt o hvězdách: mnohé z nich jsou v binárních párech. Podle Chatzopoulose a dalších autorů článku to znamená, že sloučení může hrát větší roli při formování hvězd jako Betelgeuse, než by si astronomové mysleli.
„Tato zjištění spolu s pozorováním, že většina (? 60 %) hmotných hvězd jsou členy binárních hvězdných systémů a že většina hmotných hvězd v takových systémech někdy podstoupí binární interakce, přičemž třetina z nich dokonce zažije sloučení, naznačují důležitost studia účinků sloučení hvězd na dlouhodobý vývoj rotačních vlastností hmotných hvězd.
Zde je to, co si tým astronomů myslí, že se stalo.
Někdy v minulosti, pravděpodobně před několika miliony let, byla Betelgeuse a její binární společnice vyvržena ze svého rodiště v Asociaci Orion OB1. Primární hvězda měla asi 16 hmotností Slunce a ta sekundární měla asi 2 nebo 3 hmotnosti Slunce.
Když větší hvězda opustila hlavní sekvenci a vyvinula se do fáze Červeného veleobra, její obálka se rozšířila. Nakonec se obal větší hvězdy rozšířil na 200 až 300 slunečních poloměrů a větší hvězda obalila menší hvězdu. Pak se rychlost nové hvězdy a její obrovské obálky „roztočila na hodnoty, které zůstávají v rozsahu konzistentním s pozorováními Betelgeuse po tisíce let evoluce“.
Obrázek ze studie jedné simulace fúze. Levý panel ukazuje počáteční uspořádání binárního páru. Pravý panel ukazuje slapové narušení sekundární hvězdy kolem jádra primární hvězdy. Barvy ukazují různé hustoty plynu. Obrazový kredit: Chatzopoulos et al, 2020.
Zajímavé je, že podle modelování ve studii se spirála smrti sekundární hvězdy odehrála rychle. 'V rámci ? Po 175 obězích se sekundár dostal do kontaktu s primární a následně zažil
inspirace směrem k jádru He primárního, dokud nebylo přílivově narušeno. Tato poslední fáze trvala? 5 dní…'
Betelgeuse má také ve své atmosféře neobvykle vysoké množství dusíku. I to lze podle výzkumníků vysvětlit fúzí. Když byla doprovodná hvězda spotřebována, mohla rozvířit dusík z jádra větší hvězdy.
V závěru svého příspěvku tým píše, že hvězdné slučování jsou „ve vesmíru převládajícím rysem“ a že jsou „rozumným formovacím kanálem pro rychle rotující obří a veleobří hvězdy…“
Ale také uznávají, že existuje další možnost, jak vysvětlit rychle rotující červené supergianty, jako je Betelgeuse.
'Alternativní scénář, ve kterém byl předek Betelgeuse roztočen akrecí v dvojhvězdě a uvolněn explozí supernovy společníka, vyžaduje jemně vyladěný soubor podmínek, ale nelze jej vyloučit.'
Více:
- Výzkumný papír: JE BETELGEUSE VÝSLEDKEM MINULÉ FÚZE?
- Vesmír dnes: Úžasné nové pohledy na Betelgeuse S laskavým svolením ALMA
- Video Universe Today: Betelgeuse stále stmívá! A my máme obrázky, které to dokazují