“Great Dimming” di Betelgeuse aveva un osservatore improbabile: un satellite meteorologico giapponese

Gli astronomi hanno un nuovo modo di studiare le stelle: sfruttare i satelliti meteorologici in orbita attorno alla Terra.

Questa è la conclusione di un nuovo documento che presenta nuovi dati da un satellite meteorologico giapponese che per caso ha osservato la stella supergigante rossa Betelgeuse durante un periodo di inspiegabile oscuramento. Le osservazioni fortuite potrebbero significare un nuovo strumento per gli astronomi che cercano di capire come una stella supergigante rossa perde massa e alla fine esplode come una supernova .

La seconda stella più luminosa della costellazione di Orione , Betelgeuse (pronunciata "bet-orl-gerz" o "beetlejuice") è la decima stella più luminosa del cielo notturno. Ma da ottobre 2019 a febbraio 2020, è diminuito drasticamente a circa due terzi della sua luminosità normale. Questo cosiddetto evento di "grande oscuramento" ha portato a ipotizzare che stesse per esplodere come quella che gli scienziati chiamano una supernova di tipo IIP, cosa che sicuramente farà entro i prossimi 100.000 anni.

Gli scienziati che hanno analizzato l'evento hanno utilizzato principalmente i dati dei telescopi ottici a terra. Gli astronomi per lo più hanno concluso che l'oscuramento di Betelgeuse era il risultato del raffreddamento della sua superficie, di una nuova fascia di polvere che si formava attorno ad essa o di entrambi.

I telescopi terrestri non possono vedere attraverso la polvere e il gas nel cosmo, il che richiede la visione a infrarossi. Questo perché l'atmosfera terrestre blocca le radiazioni infrarosse, i raggi X, i raggi gamma e la maggior parte dei raggi ultravioletti. Quindi solo questo osservatorio basato sul Web può vedere la luce infrarossa e questo include satelliti meteorologici come Himawari-8 (si apre in una nuova scheda), uno dei satelliti meteorologici geostazionari dell'Agenzia meteorologica giapponese.

E il debutto in astrofisica di Himawari-8 è iniziato in un posto improbabile: Twitter.

"Abbiamo visto un tweet in cui si affermava che la luna era nelle sue immagini", Daisuke Taniguchi, Ph.D. studente di astronomia all'Università di Tokyo e primo autore dell'articolo, ha detto a This Web.com. "Ho parlato con [terzo autore] Shinsuke Uno sull'uso dei satelliti meteorologici per l'astronomia, ho scoperto che Betelgeuse si trova nel campo visivo di Himawari-8 e ho capito che forse si potrebbe indagare sul Grande Oscuramento di Betelgeuse".

Himawari-8 è stato posizionato a 22.236 miglia (35.786 chilometri) sopra l'equatore terrestre dal 2015 per studiare il tempo e i disastri naturali (inclusa l'eruzione del vulcano Hunga Tonga-Hunga Haapai il 15 gennaio). Sebbene il satellite sia lassù per visualizzare la Terra ogni 10 minuti, i bordi delle sue immagini includono le stelle.

Taniguchi e i suoi colleghi sono stati in grado di vedere Betelgeuse nelle immagini scattate durante la vita di Himawari-8 e hanno misurato la sua luminosità all'incirca ogni 1,7 giorni tra gennaio 2017 e giugno 2021. E l'Advanced Himawari Imager (AHI) del satellite ha studiato Betelgeuse in due modi.

"Negli intervalli di lunghezza d'onda dell'ottica e del vicino infrarosso, la polvere circumstellare vela la luce dalla superficie stellare", ha detto Taniguchi, spiegando che i ricercatori, come gli astronomi che si limitavano a usare telescopi terrestri, sono stati in grado di stimare la quantità di polvere circumstellare intorno Betelgeuse.

Tuttavia, la polvere circumstellare emette solo luce nel medio infrarosso. "Con l'osservazione di tale luce nel medio infrarosso possiamo vedere la polvere stessa e possiamo misurare direttamente le serie temporali della quantità di polvere intorno a Betelgeuse", ha detto Taniguchi. Il team ha concluso che il "grande oscuramento" nel 2019 e nel 2020 è stato causato da due fattori in proporzione quasi uguale: la temperatura della stella è scesa di circa 250 gradi Fahrenheit (140 gradi Celsius) e la polvere si è condensata dal gas caldo attorno alla stella.

Fondamentalmente, questa teoria è in ampio accordo con ciò che hanno concluso gli astronomi che utilizzano telescopi terrestri. Ad esempio, uno studio condotto dall'Accademia cinese delle scienze ha citato macchie solari giganti e fluttuazioni di temperatura mentre i risultati del Very Large Telescope dell'European Southern Observatory in Cile e del telescopio Hubble This Web hanno suggerito che Betelgeuse ha espulso un'enorme nuvola di gas che si è raffreddata e condensata in polvere.

Le nuove scoperte degli scienziati suggeriscono che i satelliti meteorologici potrebbero essere usati come telescopi This Web per l'astronomia. "Ci consente di ottenere serie temporali ad alta cadenza di immagini nel medio infrarosso, difficili da acquisire con i consueti strumenti astronomici", si legge nel documento. Oltre a non essere in grado di registrare dati nel vicino infrarosso, i telescopi terrestri perdono di vista alcune stelle per alcuni mesi mentre il sole si sposta davanti a loro.

"Questa è una possibilità che non ho visto esplorata molto in precedenza", ha detto a This Web Emily Levesque, autrice di "The Last Stargazers" e un'astronoma focalizzata sulle stelle supergiganti rosse dell'Università di Washington che non è stata coinvolta nella nuova ricerca .com.

"Dipende certamente in parte dalla fortuna, ma osservazioni come queste potrebbero rivelarsi una risorsa favolosa per le luminose supergiganti rosse vicine", ha detto. "Particolarmente dal momento che potrebbero integrare le imminenti capacità del James Webb This Web Telescope , che è adatto alle osservazioni di obiettivi più deboli".

Osservare le stelle nel medio infrarosso è il mezzo migliore per osservare direttamente l'emissione della polvere intorno a loro, ha osservato Levesque, perché può aiutare a creare un'immagine a più lunghezze d'onda delle stelle massicce e della loro evoluzione. Dopotutto, la perdita di massa e la produzione di polvere giocano un ruolo chiave nello stadio di supergigante rossa di una stella.

"Anche il medio infrarosso è stato storicamente difficile da osservare", ha affermato, aggiungendo che l'osservatorio aviotrasportato SOFIA della NASA, che sarà presto dismesso, ha colmato una lacuna mentre JWST diventerà presto una preziosa risorsa nel medio infrarosso. "In combinazione con soluzioni creative come quelle presentate in questo documento, speriamo di continuare a costruire una visione molto più chiara delle supergiganti rosse in questo intervallo di lunghezze d'onda nei prossimi anni".

Gli autori hanno già iniziato a utilizzare i dati di Himawari-8 per altri progetti stellari. "Credo che il nostro concetto di utilizzare un satellite meteorologico come telescopio This Web sia utile per diversi tipi di argomenti in astronomia, in particolare nell'astrofisica stellare nel dominio del tempo", ha detto Taniguchi, riferendosi all'area emergente focalizzata su come gli oggetti astronomici cambiano volta. Il suo gruppo sta ora utilizzando i dati Himawari-8 per fare un catalogo di come le stelle più vecchie variano nel tempo nella luminosità infrarossa e anche per cercare segnali infrarossi fugaci.

A circa 548 anni luce di distanza (si apre in una nuova scheda), Betelgeuse è la stella supergigante rossa più vicina al sistema solare. È da 15 a 20 volte la massa del sole e circa 900 volte più grande. Se il gigante fosse al centro del nostro sistema solare, allora Mercurio, Venere, Terra, Marte e la cintura degli asteroidi sarebbero tutti all'interno di Betelgeuse.

E ogni volta che Betelgeuse diventa supernova, potrebbe brillare come una luna piena per alcuni mesi. Il risultato finale sarà una stella di neutroni al centro di una bellissima bolla di materiale luminoso creata dall'esplosione. Tuttavia, gli scienziati non sanno ancora esattamente come si comporta una stella supergigante rossa nelle settimane prima dell'esplosione.

La ricerca è descritta in un articolo (si apre in una nuova scheda) pubblicato lunedì (30 maggio) sulla rivista Nature Astronomy.

Jamie Carter è l'autore di " A Stargazing Program For Beginners (opens in new tab) " (Springer, 2015) e cura WhenIsTheNextEclipse.com . Seguilo su Twitter @jamieacarter . Seguici su Twitter @Spacedotcom o su Facebook .

Ir arriba