Betelgeza - Betelgeuse

Betelgeza

Betelgeuse (zakreślona) w konstelacji Oriona
Dane obserwacyjne Epoka J2000.0       Równonoc J2000.0
Konstelacja	Orion
Wymowa	/ B ɛ t əl dʒ Ù z , b ı t əl -, - dʒ ù s /
rektascensja	05 godz. 55 m 10.30536 s
Deklinacja	+07° 24′ 25.4304″
Charakterystyka
Etap ewolucyjny	Czerwony nadolbrzym
Typ widmowy	M1–M2 Ia–ab
Pozorna wielkość  ( V )	+0,50 (0,0–1,6)
Pozorna wielkość  ( J )	−3.00
Pozorna wielkość  ( K )	-4,05
Wskaźnik koloru U-B	+2,06
Wskaźnik koloru B-V	+1,85
Typ zmiennej	SRc
Astrometria
Prędkość promieniowa (R v )	+21,91 km/s
Ruch właściwy (μ)	RZS: 26,42 ± 0,25  mas / rok, grudzień: 9,60 ± 0,12  mas / rok
Paralaksa (π)	5,95+0,58 -0,85 mas
Dystans	548+90 −49 ly (168,1+ 27,5-14,9 szt )
Bezwzględne  (M V )	-5,85
Detale
Masa	16.5-19  M ☉
Promień	764+116 −62-1,021  R ☉
Jasność	126 000+83 000 −50 000 (90 000 –150000 )  L ☉
Ciężar powierzchniowy (log  g )	−0,5  cgs
Temperatura	3600 ± 200  K
Metaliczność [Fe/H]	+0,05  dex
Obrót	36 ± 8 lat
Prędkość obrotowa ( v  sin  i )	5,47 ± 0,25  km/s
Wiek	8,0-8,5  Myr
Inne oznaczenia
Betelgeuze, α Ori , 58 Ori , HR  2061, BD + 7 ° 1055 HD  39801, FK5  224 HIP  27989, SAO  113271, GC  7451, CCDM  J05552 + 0724, AAVSO  0549 + 07
Odniesienia do baz danych
SIMBAD	dane

Współrzędne : 05 ^h 55 ^m 10.3053 ^s , +07° 24′ 25.426″

Betelgeza jest zwykle dziesiątej najjaśniejsza gwiazda na nocnym niebie , a po Rigel , drugi najjaśniejsza w konstelacji z Oriona . Jest to wyraźnie czerwonawa, półregularna gwiazda zmienna, której jasność obserwowana , wahająca się od +0,0 do +1,6, ma najszerszy zasięg wśród wszystkich gwiazd o jasnościach pierwszej wielkości . W bliskiej podczerwieni Betelgeuse jest najjaśniejszą gwiazdą na nocnym niebie. Jego oznaczenie Bayer to α Orionis , zlatynizowane do Alpha Orionis i w skrócie Alpha Ori lub α Ori .

Sklasyfikowany jako czerwony nadolbrzym o typ widmowy M1-2, Betelgeza jest jedną z największych gwiazdek widocznych gołym okiem . Gdyby to było w centrum naszego Układu Słonecznego , jego powierzchnia będzie leżeć poza pasem planetoid i byłoby ogarnąć te orbity o Merkury , Wenus , Ziemia i Mars . Niemniej jednak w Drodze Mlecznej jest kilka większych gwiazd, w tym nadolbrzymów, takich jak Mu Cephei i szczególnego nadolbrzyma , VY Canis Majoris . Obliczenia masy Betelgeuse wahają się od nieco poniżej dziesięciu do nieco ponad dwudziestu mas Słońca . Z różnych powodów jego odległość była dość trudna do zmierzenia; obecne najlepsze szacunki są rzędu 500-600  lat świetlnych od Słońca – stosunkowo duża niepewność dla stosunkowo bliskiej gwiazdy. Jego wielkość bezwzględna wynosi około -6. Mniej niż 10 milionów lat Betelgeuse ewoluowała gwałtownie ze względu na swoją dużą masę i oczekuje się, że zakończy swoją ewolucję wybuchem supernowej , najprawdopodobniej w ciągu 100 000 lat. Po wyrzuceniu ze swojego miejsca narodzin w stowarzyszeniu Orion OB1  – które obejmuje gwiazdy w Pasie Oriona  – tę uciekającą gwiazdę zaobserwowano, jak porusza się przez ośrodek międzygwiazdowy z prędkością30 km/s , tworząc wstrząs dziobowy o szerokości ponad czterech lat świetlnych.

W 1920 Betelgeuse stała się pierwszą gwiazdą pozasłoneczną, której rozmiar kątowy fotosfery został zmierzony. Kolejne badania wykazały średnicę kątową (tj. pozorny rozmiar) w zakresie od 0,042 do 0,056 sekundy kątowej ; ten zakres oznaczeń przypisuje się niesferyczności, ciemnieniu kończyn , pulsacjom i różnemu wyglądowi przy różnych długościach fal . Jest również otoczona złożoną, asymetryczną otoczką , około 250 razy większą od gwiazdy, spowodowaną utratą masy przez samą gwiazdę. Obserwowana przez Ziemię średnica kątowa Betelgeuse jest przekraczana tylko przez R Doradus i Słońce.

Począwszy od października 2019 r. Betelgeuse zaczęła zauważalnie słabnąć, a do połowy lutego 2020 r. jej jasność spadła około 3 razy, z 0,5 do 1,7 magnitudo. Do 22 lutego 2020 r. Betelgeuse przestała ściemniać i ponownie zaczęła się rozjaśniać. Obserwacje w podczerwieni nie wykazały znaczących zmian jasności w ciągu ostatnich 50 lat, co sugeruje, że przyciemnienie jest spowodowane zmianą ekstynkcji, a nie podstawową zmianą jasności gwiazdy. Dalsze badania sugerowały, że zatkanie „dużego ziarna pyłu okołogwiazdowego ” może być najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem ciemnienia gwiazdy.

Nomenklatura

α Orionis (alfabetu łacińskiego z Alpha Orionis ) jest gwiazdy oznaczenie podaje Johann Bayer 1603.

Tradycyjna nazwa Betelgeuse pochodzi od arabskiego يد الجوزاء Yad al-Jauzā' „ręka al-Jauzā” [tj. Orion]”. W języku angielskim istnieją cztery popularne wymowy tej nazwy, w zależności od tego, czy pierwsze e jest wymawiane jako krótkie, czy długie i czy s jest wymawiane „s” czy „z”:

• / B ɛ t əl dʒ ù oo /
• / B ı t əl dʒ ù oo /
• / B ɛ t əl dʒ ù s /
• / B ı t əl dʒ ù s /

Ostatnia wymowa została spopularyzowana, ponieważ brzmi jak „sok z żuka”.

W 2016 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna zorganizowała Grupę Roboczą ds. Nazw Gwiazd (WGSN) w celu skatalogowania i standaryzacji nazw własnych gwiazd. Pierwszy biuletyn WGSN z lipca 2016 r. zawierał tabelę dwóch pierwszych partii nazw zatwierdzonych przez WGSN, w tym Betelgeuse dla tej gwiazdy. Jest teraz tak wpisany do Katalogu Nazw Gwiazd IAU.

Historia obserwacyjna

Betelgeuse i jej czerwone zabarwienie notowano od starożytności ; klasycznym astronom Ptolemeuszowi opisano kolor jak ὑπόκιρρος ( hypókirrhos ), przy czym pojęcie to później opisane przez tłumacza Ulugh Pocz jest Zij-i Sultani jako rubedo , łacińskiego dla «krwistość». W XIX wieku, przed nowoczesnymi systemami klasyfikacji gwiazd , Angelo Secchi włączył Betelgeuse jako jeden z prototypów swoich gwiazd III klasy (od pomarańczowego do czerwonego). Natomiast trzy wieki przed Ptolemeuszem chińscy astronomowie zaobserwowali, że Betelgeuse ma żółty kolor; jeśli są dokładne, taka obserwacja mogłaby sugerować, że gwiazda znajdowała się w fazie żółtego nadolbrzyma na początku ery chrześcijańskiej, co jest możliwe, biorąc pod uwagę obecne badania nad złożonym środowiskiem okołogwiazdowym tych gwiazd.

Rodzące się odkrycia

Grupy aborygeńskie w Australii Południowej dzieliły ustne opowieści o zmiennej jasności Betelgeuse od co najmniej 1000 lat.

Sir John Herschel w 1846 r.

Zmienność jasności Betelgeuse opisał w 1836 roku Sir John Herschel , publikując swoje obserwacje w Outlines of Astronomy . Od 1836 do 1840 zauważył znaczące zmiany, gdy Betelgeuse przyćmiła Rigela w październiku 1837 i ponownie w listopadzie 1839. Nastąpił 10-letni okres spokoju; następnie w 1849 r. Herschel odnotował kolejny krótki cykl zmienności, który osiągnął szczyt w 1852 r. Późniejsi obserwatorzy odnotowali niezwykle wysokie maksima w odstępie lat, ale tylko niewielkie zmiany od 1957 do 1967 r. Zapisy Amerykańskiego Stowarzyszenia Obserwatorów Gwiazd Zmiennych (AAVSO ) wykazują maksymalną jasność 0,2 w latach 1933 i 1942, a minimalną 1,2, obserwowaną w 1927 i 1941. Ta zmienność jasności może wyjaśniać, dlaczego Johann Bayer publikując swoją Uranometria w 1603 r. określił gwiazdę alfa jako prawdopodobnie rywalizował z zazwyczaj jaśniejszym Rigelem ( beta ). Z arktycznych szerokości geograficznych czerwony kolor Betelgeuse i wyższe położenie na niebie niż Rigel oznaczały, że Eskimosi uważali ją za jaśniejszą, a jedną lokalną nazwą była Ulluriajjuaq „duża gwiazda”.

W 1920 roku Albert Michelson i Francis Pease zamontowali 6-metrowy interferometr z przodu 2,5-metrowego teleskopu w Obserwatorium Mount Wilson . Z pomocą Johna Andersona trio zmierzyło średnicę kątową Betelgeuse na 0,047 ″ , co dało średnicę3,84 × 10 ⁸  km (2,58  AU ) na podstawie wartości paralaksy0,018 ″ . Jednak ciemnienie kończyn i błędy pomiarowe powodowały niepewność co do dokładności tych pomiarów.

Lata pięćdziesiąte i sześćdziesiąte przyniosły dwa wydarzenia, które wpłynęły na teorię konwekcji gwiazdowej u czerwonych nadolbrzymów: projekty Stratoscope oraz opublikowanie w 1958 roku Structure and Evolution of the Stars , głównie prace Martina Schwarzschilda i jego kolegi z Uniwersytetu Princeton , Richarda Harma. Ta książka rozpowszechniała pomysły, jak zastosować technologie komputerowe do tworzenia modeli gwiazd, podczas gdy projekty Stratoscope, poprzez umieszczenie teleskopów balonowych nad turbulencjami Ziemi , dały jedne z najlepszych obrazów słonecznych granul i plam słonecznych, jakie kiedykolwiek widziano, potwierdzając w ten sposób istnienie konwekcja w atmosferze słonecznej.

Przełomy w obrazowaniu

1998/9 Zdjęcia Betelgeuse UV HST pokazujące asymetryczne pulsacje z odpowiednimi profilami linii widmowych

W latach siedemdziesiątych astronomowie dostrzegli znaczące postępy w technologii obrazowania astronomicznego, poczynając od wynalezienia przez Antoine'a Labeyrie interferometrii plamkowej , procesu, który znacznie zmniejszył efekt rozmycia spowodowany przez widzenie astronomiczne . To zwiększyło rozdzielczość optyczną z naziemnych teleskopów , co pozwala na bardziej precyzyjne pomiary fotosferze Betelgezy za. Wraz z udoskonaleniem teleskopu w podczerwieni na szczytach Mount Wilson , Mount Locke i Mauna Kea na Hawajach, astrofizycy zaczęli wpatrywać się w złożone powłoki okołogwiazdowe otaczające nadolbrzym, powodując, że podejrzewali obecność ogromnych bąbelków gazu powstających w wyniku konwekcji. Jednak dopiero pod koniec lat 80. i na początku lat 90. Betelgeuse stała się regularnym celem interferometrii maskującej aperturę , co spowodowało przełom w obrazowaniu w świetle widzialnym i podczerwieni . Zapoczątkowana przez Johna E. Baldwina i współpracowników z Cavendish Astrophysics Group , nowa technika wykorzystywała małą maskę z kilkoma otworami w płaszczyźnie źrenicy teleskopu, przekształcając aperturę w doraźny układ interferometryczny. Technika ta przyczyniła się do jednych z najdokładniejszych pomiarów Betelgeuse, jednocześnie ujawniając jasne plamy w fotosferze gwiazdy. Były to pierwsze optyczne i podczerwone zdjęcia dysku gwiezdnego innego niż Słońce , wykonane najpierw z naziemnych interferometrów, a później z obserwacji w wyższej rozdzielczości teleskopu COAST . „Jasne plamy” lub „gorące punkty” obserwowane za pomocą tych instrumentów zdawały się potwierdzać teorię wysuniętą przez Schwarzschilda kilkadziesiąt lat wcześniej o masywnych komórkach konwekcyjnych dominujących na powierzchni gwiazdy.

W 1995 roku, Hubble'a teleskopowa jest blady Przedmiot aparatu osiągnęły obraz ultrafioletowego z rozdzielczością wyższą, które otrzymuje się przez interferometrów-naziemne pierwszego konwencjonalną teleskopu obrazu (lub «bezpośredniego obrazu» w terminologii NASA) z dysku kolejna gwiazda. Ponieważ światło ultrafioletowe jest pochłaniane przez ziemską atmosferę , obserwacje na tych długościach fal najlepiej wykonywać teleskopy kosmiczne . Podobnie jak poprzednie zdjęcia, ten obraz zawierał jasną plamę wskazującą region w południowo-zachodnim kwadrancie2000  K gorętsza niż powierzchnia gwiazdy. Kolejne widma ultrafioletowe wykonane za pomocą spektrografu Goddard High Resolution Spectrograph sugerowały, że gorący punkt był jednym z biegunów rotacji Betelgeuse. Dałoby to osi obrotu nachylenie około 20° do kierunku Ziemi i kąt położenia od północy nieba około 55°.

studia z lat 2000

W badaniu opublikowanym w grudniu 2000 r. średnicę gwiazdy zmierzono za pomocą interferometru przestrzennego na podczerwień (ISI) na długości fal średniej podczerwieni, co dało oszacowanie zaciemnienia kończyn55,2 ± 0,5  mas — liczba całkowicie zgodna z ustaleniami Michelsona sprzed osiemdziesięciu lat. W momencie publikacji szacowana paralaksa z misji Hipparcos była7,63 ± 1,64 mas , co daje szacunkowy promień Betelgezy równy3,6 AU . Jednak badanie interferometryczne w podczerwieni opublikowane w 2009 roku ogłosiło, że gwiazda skurczyła się o 15% od 1993 roku w rosnącym tempie bez znaczącego zmniejszenia jasności. Kolejne obserwacje sugerują, że pozorne kurczenie się może być spowodowane aktywnością powłoki w rozszerzonej atmosferze gwiazdy.

Oprócz średnicy gwiazdy pojawiły się pytania o złożoną dynamikę rozszerzonej atmosfery Betelgeuse. Masa, z której składają się galaktyki, podlega recyklingowi w miarę powstawania i niszczenia gwiazd , a czerwone nadolbrzymy są głównymi sprawcami tego procesu, jednak proces utraty masy pozostaje tajemnicą. Wraz z postępem metodologii interferometrycznych astronomowie mogą być bliscy rozwiązania tej zagadki. W lipcu 2009 roku zdjęcia opublikowane przez Europejskie Obserwatorium Południowe , wykonane przez naziemny interferometr VLTI ( Very Large Telescope Interferometer), pokazały rozległy pióropusz gazu rozciągający się30 AU od gwiazdy do otaczającej atmosfery. Ten wyrzut masy był równy odległości między Słońcem a Neptunem i jest jednym z wielu zdarzeń zachodzących w otaczającej atmosferze Betelgezy. Astronomowie zidentyfikowali co najmniej sześć muszli otaczających Betelgeuse. Rozwiązanie zagadki utraty masy w późnych stadiach ewolucji gwiazdy może ujawnić czynniki, które przyspieszają wybuchową śmierć tych gwiezdnych olbrzymów.

2019-20 blaknięcie

Wielkość Betelgeuse w paśmie V AAVSO , między wrześniem 2018 a lutym 2021

Porównanie zdjęć Betelgeuse SPHERE wykonanych w styczniu 2019 r. i grudniu 2019 r., pokazujących zmiany jasności i kształtu

Pulsująca gwiazda zmienna półregularna , Betelgeuse, poddawana jest wielu cyklom zwiększania i zmniejszania jasności z powodu zmian w jej rozmiarze i temperaturze. Astronomowie, którzy jako pierwsi zauważyli zanikanie Betelgeuse, astronomowie z Uniwersytetu Villanova Richard Wasatonic i Edward Guinan oraz amator Thomas Calderwood, wysunęli teorię, że przyczyną jest zbieżność normalnego minimum cyklu świetlnego wynoszącego 5,9 roku i głębszego niż normalnie okresu 425 dni. czynniki. Innymi możliwymi przyczynami, o których wysunięto hipotezę pod koniec 2019 roku, były wybuchy gazu lub pyłu lub wahania jasności powierzchniowej gwiazdy.

Do sierpnia 2020 r. długoterminowe i szeroko zakrojone badania Betelgeuse, głównie z wykorzystaniem obserwacji w ultrafiolecie przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a , sugerują, że nieoczekiwane pociemnienie było prawdopodobnie spowodowane ogromną ilością supergorącej materii wyrzuconej w kosmos. Materiał ostygł i utworzył obłok pyłu, który blokował światło gwiazd pochodzące z około jednej czwartej powierzchni Betelgeuse. Hubble uchwycił oznaki gęstej, podgrzanej materii poruszającej się w atmosferze gwiazdy we wrześniu, październiku i listopadzie przed wieloma teleskopami obserwującymi wyraźniejsze pociemnienie w grudniu i pierwszych kilku miesiącach 2020 roku.

Do stycznia 2020 r. Betelgeuse pociemniała o współczynnik około 2,5 magnitudo od 0,5 do 1,5 magnitudo, a w lutym w The Astronomer's Telegram poinformowano, że nadal jest słabsza, osiągając rekordowe minimum +1.614, zauważając, że gwiazda jest obecnie „najmniej jasna i najchłodniejsza”. w ciągu 25 lat studiów, a także obliczanie zmniejszenia promienia. Magazyn Astronomy opisał to jako "dziwaczne przyciemnienie", a popularne spekulacje wywnioskowały, że może to wskazywać na nadchodzącą supernową . To sprawiło, że Betelgeuse spadła z jednej z 10 najjaśniejszych gwiazd na niebie poza pierwszą 20, zauważalnie ciemniejszą niż jej bliski sąsiad Aldebaran . Doniesienia mediów głównego nurtu omawiały spekulacje, że Betelgeuse może wkrótce wybuchnąć jako supernowa, ale astronomowie zauważają, że supernowa ma wystąpić w ciągu około 100 000 lat, a zatem jest mało prawdopodobne, aby była nieuchronna.

Do 17 lutego 2020 r. jasność Betelgeuse pozostawała stała przez około 10 dni, a gwiazda wykazywała oznaki ponownego rozjaśnienia. 22 lutego 2020 r. Betelgeuse mogła całkowicie przestać ściemniać, prawie kończąc obecny odcinek ściemniania. 24 lutego 2020 r. nie wykryto żadnych znaczących zmian w podczerwieni w ciągu ostatnich 50 lat; wydawało się to niezwiązane z niedawnym blaknięciem wizualnym i sugerowało, że zbliżające się załamanie rdzenia może być mało prawdopodobne. Również 24 lutego 2020 r. dalsze badania sugerowały, że zatkanie „dużego ziarna pyłu okołogwiazdowego ” może być najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem ciemnienia gwiazdy. Badanie, które wykorzystuje obserwacje na falach submilimetrowych , wyklucza znaczący wkład absorpcji pyłu. Zamiast tego, wydaje się, że przyczyną przyciemnienia są duże plamy gwiezdne . Dalsze badania, ogłoszone 31 marca 2020 r. w The Astronomer's Telegram , wykazały gwałtowny wzrost jasności Betelgeuse.

Betelgeuse jest prawie niewidoczna z ziemi między majem a sierpniem, ponieważ znajduje się zbyt blisko Słońca. Przed wejściem w koniunkcję w 2020 roku ze Słońcem Betelgeuse osiągnęła jasność +0,4 . Obserwacje za pomocą sondy STEREO-A przeprowadzone w czerwcu i lipcu 2020 r. wykazały, że gwiazda pociemniała o 0,5 od ostatniej obserwacji naziemnej w kwietniu. Jest to zaskakujące, ponieważ maksimum spodziewano się na sierpień/wrzesień 2020 r., a następne minimum powinno nastąpić około kwietnia 2021 r. Wiadomo jednak, że jasność Betelgeuse zmienia się nieregularnie, co utrudnia przewidywania. Zanikanie może wskazywać, że inne zdarzenie ściemniania może wystąpić znacznie wcześniej niż oczekiwano. 30 sierpnia 2020 r. astronomowie poinformowali o wykryciu drugiego obłoku pyłu wyemitowanego z Betelgeuse i związanego z niedawnym znacznym osłabieniem (wtórne minimum w dniu 3 sierpnia) jasności gwiazdy. W czerwcu 2021 roku wyjaśniono, że pył został prawdopodobnie spowodowany chłodną plamą na jego fotosferze, a w sierpniu druga niezależna grupa potwierdziła te wyniki. Uważa się, że pył powstał w wyniku chłodzenia gazu wyrzuconego z gwiazdy.

Obserwacja

Zdjęcie przedstawiające Betelgeuzę (u góry po lewej) i gęste mgławice Kompleksu Obłoku Molekularnego Oriona ( Rogelio Bernal Andreo )

Ze względu na swój charakterystyczny pomarańczowo-czerwony kolor i położenie w Orionie, Betelgeuse jest łatwa do zauważenia gołym okiem na nocnym niebie. Jest to jedna z trzech gwiazd, które tworzą asteryzm Zimowego Trójkąta i wyznacza środek Zimowego Sześciokąta . Na początku stycznia każdego roku można ją zobaczyć wschodząc na wschodzie tuż po zachodzie słońca. Od połowy września do połowy marca (najlepiej w połowie grudnia) jest widoczny praktycznie w każdym zamieszkałym regionie globu, z wyjątkiem Antarktydy na szerokości geograficznej południowej od 82°. W maju (umiarkowane szerokości geograficzne północne) lub czerwcu (szerokości południowe) czerwony nadolbrzym można przez chwilę zobaczyć na zachodnim horyzoncie po zachodzie słońca, pojawiając się ponownie kilka miesięcy później na wschodnim horyzoncie przed wschodem słońca. W okresie pośrednim (czerwiec-lipiec) jest niewidoczny gołym okiem (widoczny tylko przez teleskop w świetle dziennym), z wyjątkiem około południa w regionach Antarktyki między 70° a 80° szerokości geograficznej południowej (podczas nocy polarnej , kiedy Słońce jest poniżej horyzontu).

Betelgeuse jest gwiazdą zmienną, której jasność wizualna waha się od 0,0 do +1,6. Są okresy, w których przewyższa Rigela, stając się szóstą najjaśniejszą gwiazdą, a czasami stanie się jeszcze jaśniejsza niż Capella . W najsłabszym momencie Betelgeuse może pozostać za Denebem i Beta Crucis , obie nieznacznie zmienne, by być dwudziestą najjaśniejszą gwiazdą.

Betelgeuse ma wskaźnik koloru B–V 1,85 — liczba, która wskazuje na jej wyraźne „zaczerwienienie”. Fotosfera ma rozszerzoną atmosferę , w której widoczne są silne linie emisji, a nie absorpcji. Jest to zjawisko, które występuje, gdy gwiazda jest otoczona grubą gazową otoczką (zamiast zjonizowana). Zaobserwowano, że ta rozszerzona atmosfera gazowa porusza się w kierunku i od Betelgeuse, w zależności od fluktuacji w fotosferze. Betelgeuse jest najjaśniejszym źródłem bliskiej podczerwieni na niebie z jasnością pasma J -2,99; tylko około 13% energii promieniowania gwiazdy jest emitowane jako światło widzialne. Gdyby ludzkie oczy były wrażliwe na promieniowanie o wszystkich długościach fal, Betelgeza byłaby najjaśniejszą gwiazdą na nocnym niebie.

Różne katalogi zawierają do dziewięciu słabych wizualnych towarzyszy Betelgeuse. Znajdują się w odległości około jednej do czterech minut łuku i wszystkie są słabsze niż 10 magnitudo.

W grudniu 2019 roku astronomowie poinformowali, że jasność gwiazdy znacznie spadła i dlatego może znajdować się na ostatnim etapie swojej ewolucji . Badania ogłoszone niedawno, 22 lutego 2020 r., sugerują, że Betelgeuse mogła przestać ściemniać i może teraz zacząć ponownie się rozjaśniać, prawie kończąc obecny epizod ściemniania. Dalsze badania gwiazdy, ogłoszone 24 lutego 2020 r., nie wykazały żadnych znaczących zmian w podczerwieni w ciągu ostatnich 50 lat i wydają się nie mieć związku z niedawnym blaknięciem wizualnym, co sugeruje, że zbliżający się zapadnięcie jądra może być mało prawdopodobne. Ponadto, 24 lutego 2020 r., dalsze badania sugerują, że zatkanie „dużego ziarna pyłu okołogwiazdowego ” może być najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem ciemnienia gwiazdy. 26 lutego 2020 r. astronomowie zgłosili w badaniach spektralnych duże ilości tlenku tytanu(II) (TiO), jednego z prekursorów pyłu gwiazdy, co sugeruje, że gwiazda może się ochładzać.

System gwiezdny

Betelgeuse jest powszechnie uważana za pojedynczą izolowaną gwiazdę i uciekającą gwiazdę , obecnie niezwiązaną z żadną gromadą lub regionem gwiazdotwórczym, chociaż miejsce jej narodzin nie jest jasne.

Czerwonemu nadolbrzymowi zaproponowano dwóch towarzyszy spektroskopowych. Analiza danych polaryzacyjnych z lat 1968-1983 wykazała bliskiego towarzysza o okresowej orbicie około 2,1 roku, a przy użyciu interferometrii plamkowej zespół doszedł do wniosku, że bliższy z dwóch towarzyszy znajdował się na0,06″ ± 0,01″ (≈9 AU) od głównej gwiazdy o kącie położenia 273°, czyli na orbicie, która potencjalnie umieściłaby ją w chromosferze gwiazdy . Bardziej odległy towarzysz był w0,51″ ± 0,01″ (≈77 AU) przy kącie położenia 278°. Dalsze badania nie znalazły żadnych dowodów na istnienie tych towarzyszy lub aktywnie obaliły ich istnienie, ale możliwość, że bliski towarzysz przyczyniający się do ogólnego przepływu nigdy nie został całkowicie wykluczony. Interferometria wysokiej rozdzielczości Betelgeuse i jej okolic, daleko wykraczająca poza technologię z lat 80. i 90., nie wykryła żadnych towarzyszy.

Pomiary odległości

NRAO „s Very Large Array stosowana dla uzyskania oszacowania odległości 2008 Betelgezy za

Paralaksa to pozorna zmiana pozycji obiektu, mierzona w sekundach łuku, spowodowana zmianą pozycji obserwatora tego obiektu. Gdy Ziemia krąży wokół Słońca, każda gwiazda przesuwa się o ułamek sekundy kątowej, co w połączeniu z linią bazową zapewnianą przez orbitę Ziemi daje odległość do tej gwiazdy. Od czasu pierwszego pomyślnego pomiaru paralaksy przez Friedricha Bessela w 1838 roku astronomowie byli zaskoczeni pozorną odległością Betelgeuse. Znajomość odległości gwiazdy poprawia dokładność innych parametrów gwiazdy, takich jak jasność, która w połączeniu ze średnicą kątową może być wykorzystana do obliczenia promienia fizycznego i efektywnej temperatury ; Jasność i obfitość izotopów można również wykorzystać do oszacowania wieku i masy gwiazdy .

W 1920 roku, kiedy przeprowadzono pierwsze badania interferometryczne średnicy gwiazdy, zakładana paralaksa wynosiła: 0,0180 ″ . Odpowiada to odległości56  szt lub z grubsza180  ly , produkując nie tylko niedokładne promień gwiazdy, ale każdej innej charakterystycznej gwiezdnej. Od tego czasu trwają prace nad pomiarem odległości Betelgeuse, przy czym proponowane odległości wynoszą nawet400 szt lub około1300 lat .

Przed publikacją Katalogu Hipparcos (1997) były dwa sprzeczne pomiary paralaksy dla Betelgeuse. Pierwszy, w 1991 roku, dał paralaksę9,8 ± 4,7  mas , co daje odległość z grubsza102 szt lub330 lat . Drugim był Katalog Wejść Hipparcos (1993) z paralaksą trygonometryczną5 ± 4 mas , odległość200 szt lub650 lat . Biorąc pod uwagę tę niepewność, naukowcy przyjęli szeroki zakres szacunków odległości, co doprowadziło do znacznych rozbieżności w obliczeniach atrybutów gwiazdy.

Wyniki misji Hipparcos zostały opublikowane w 1997 roku. Zmierzona paralaksa Betelgeuse wynosiła 7,63 ± 1,64 mas , co odpowiada odległości w przybliżeniu131 szt lub427 lat i miał mniejszy zgłoszony błąd niż poprzednie pomiary. Jednak późniejsza ocena pomiarów paralaksy Hipparcos dla gwiazd zmiennych, takich jak Betelgeuse, wykazała, że ​​niepewność tych pomiarów była niedoszacowana. W 2007 roku poprawiła się liczbaobliczono 6,55 ± 0,83 , stąd znacznie mniejszy współczynnik błędu dający odległość z grubsza152 ± 20 szt lub500 ± 65 lat .

W 2008 roku przy użyciu Very Large Array (VLA) wyprodukował rozwiązanie radiowe5,07 ± 1,10 mas , co odpowiada odległości197 ± 45 szt lub643 ± 146 lat . Jak wskazuje badacz Harper: „Zmieniona paralaksa Hipparcos prowadzi do większej odległości (152 ± 20 szt. ) niż oryginał; jednak rozwiązanie astrometryczne nadal wymaga znacznego szumu kosmicznego o wartości 2,4 mas. Biorąc pod uwagę te wyniki, jasne jest, że dane Hipparcos nadal zawierają błędy systematyczne nieznanego pochodzenia”. Chociaż dane radiowe również zawierają błędy systematyczne, rozwiązanie Harpera łączy zestawy danych w nadziei na złagodzenie takich błędów. Zaktualizowany wynik z dalszych obserwacji z ALMA a e-Merlin daje paralaksy4,51 ± 0,8 mas i odległość222+34
−48 szt lub 724+111
−156 ly.

W 2020 roku nowe dane obserwacyjne z kosmicznego Solar Mass Ejection Imager na pokładzie satelity Coriolis i trzy różne techniki modelowania dały wyrafinowaną paralaksę5,95+0,58
-0,85 mas, promień słoneczny 764+116
−62 R _☉ i odległość168,1+27,5
-14,4 szt lub 548+90
−49 ly, co, jeśli jest dokładne, oznaczałoby, że Betelgeuse jest prawie 25% mniejsza i 25% bliżej Ziemi niż wcześniej sądzono.

Chociaż oczekiwano, że obecna misja Europejskiej Agencji Kosmicznej Gaia nie przyniesie dobrych wyników dla gwiazd jaśniejszych niż około V=6 limit nasycenia instrumentów misji, rzeczywista operacja wykazała dobre wyniki na obiektach o jasności około +3. Wymuszone obserwacje jaśniejszych gwiazd oznaczają, że ostateczne wyniki powinny być dostępne dla wszystkich jasnych gwiazd, a paralaksa dla Betelgeuse zostanie opublikowana o rząd wielkości dokładniej niż obecnie. W Gaia Data Release 2 nie ma danych na temat Betelgeuse .

Zmienność

Krzywa jasności AAVSO w paśmie V Betelgeuse (Alpha Orionis) od grudnia 1988 do sierpnia 2002.

Orion , z Betelgeuse w jej zwykłej wielkości (po lewej) i podczas niezwykle głębokiego minimum na początku 2020 roku (po prawej)

Betelgeuse jest klasyfikowana jako półregularna gwiazda zmienna , co wskazuje, że w zmianach jasności zauważalna jest pewna okresowość, ale amplitudy mogą się różnić, cykle mogą mieć różną długość i mogą występować przestoje lub okresy nieregularności. Znajduje się w podgrupie SRc; są to pulsujące czerwone nadolbrzymy o amplitudach około jednej wielkości i okresach od dziesiątek do setek dni.

Betelgeuse zazwyczaj wykazuje tylko niewielkie zmiany jasności w pobliżu +0,5 magnitudo, chociaż w swoich skrajnościach może stać się tak jasna jak 0,0 magnitudo lub tak słaba jak +1,6 magnitudo. Betelgeuse znajduje się na liście General Catalog of Variable Stars z możliwym okresem 2335 dni. Bardziej szczegółowe analizy wykazały główny okres około 400 dni, krótki okres 185 dni i dłuższy okres wtórny około 2100 dni. Najniższą wiarygodnie zarejestrowaną wielkość pasma V wynoszącą +1,614 zgłoszono w lutym 2020 r.

Pulsacje promieniowe czerwonych nadolbrzymów są dobrze modelowane i pokazują, że okresy kilkuset dni są zazwyczaj spowodowane pulsacją podstawową i pierwszą owertonową . Linie w widmie Betelgezy pokazują przesunięcia dopplerowskie, wskazujące na zmiany prędkości radialnej odpowiadające, bardzo z grubsza, zmianom jasności. Pokazuje to naturę pulsacji w rozmiarze, chociaż odpowiednie zmiany temperatury i widma nie są wyraźnie widoczne. Różnice w średnicy Betelgeuse zostały również zmierzone bezpośrednio. Zaobserwowano pierwsze pulsacje nadtonowe trwające 185 dni, a stosunek okresów fundamentalnych do nadtonowych dostarcza cennych informacji o wewnętrznej strukturze gwiazdy i jej wieku.

Źródło długich okresów wtórnych nie jest znane, ale nie można ich wyjaśnić pulsacjami radialnymi . Obserwacje interferometryczne Betelgeuse wykazały gorące plamy, które, jak się uważa, są tworzone przez masywne komórki konwekcyjne, znaczną część średnicy gwiazdy, z których każda emituje 5-10% całkowitego światła gwiazdy. Jedną z teorii wyjaśniających długie okresy wtórne jest to, że są one spowodowane ewolucją takich komórek w połączeniu z rotacją gwiazdy. Inne teorie obejmują bliskie interakcje binarne, chromosferyczną aktywność magnetyczną wpływającą na utratę masy lub pulsacje nieradialne, takie jak tryby g .

Oprócz dyskretnych okresów dominujących obserwuje się zmiany stochastyczne o małej amplitudzie . Proponuje się, że wynika to z granulacji , podobnej do tego samego efektu na słońcu, ale w znacznie większej skali.

Średnica

13 grudnia 1920 roku Betelgeuse stała się pierwszą gwiazdą poza Układem Słonecznym, której zmierzono kątowy rozmiar swojej fotosfery. Chociaż interferometria była jeszcze w powijakach, eksperyment okazał się sukcesem. Naukowcy, korzystając z jednolitego modelu dysku, ustalili, że Betelgeuse miała średnicę0,047” , chociaż dysk gwiazdy był prawdopodobnie o 17% większy z powodu ciemnienia kończyny , co dało szacunkową średnicę kątową około 0,055”. Od tego czasu inne badania wykazały średnice kątowe w zakresie od 0,042 do0,069″ . Łącząc te dane z historycznymi szacunkami odległości 180 do815 ly daje przewidywany promień dysku gwiazdy w dowolnym miejscu od 1,2 do8,9 PLN . Używając Układu Słonecznego do porównania, orbita Marsa wynosi około1,5 AU , Ceres w pasie asteroid 2,7 j.a. , Jowisz 5,5 ja — więc zakładając, że Betelgeuse zajmuje miejsce Słońca, jej fotosfera może rozciągać się poza orbitę Jowisza, nie dochodząc do Saturna w9,5 PLN .

Zdjęcie radiowe z 1998 roku pokazujące wielkość fotosfery Betelgeuse (koła) oraz wpływ sił konwekcyjnych na atmosferę gwiazdy

Dokładna średnica była trudna do określenia z kilku powodów:

1. Betelgeuse jest gwiazdą pulsującą, więc jej średnica zmienia się z czasem;
2. Gwiazda nie ma definiowalnej „krawędzi”, ponieważ ciemnienie kończyn powoduje, że emisje optyczne zmieniają kolor i zmniejszają się w miarę oddalania się od centrum;
3. Betelgeuse otoczona jest otoczką okołogwiazdową złożoną z materii wyrzuconej z gwiazdy — materii, która pochłania i emituje światło — co utrudnia określenie fotosfery gwiazdy;
4. Pomiary można wykonywać przy różnych długościach fal w widmie elektromagnetycznym, a różnica w raportowanych średnicach może wynosić nawet 30–35%, jednak porównywanie jednego znaleziska z drugim jest trudne, ponieważ pozorna wielkość gwiazdy różni się w zależności od użytej długości fali. Badania wykazały, że zmierzona średnica kątowa jest znacznie większa przy długościach fal ultrafioletowych, zmniejsza się w świetle widzialnym do minimum w bliskiej podczerwieni i ponownie wzrasta w widmie średniej podczerwieni;
5. Migotanie atmosferyczne ogranicza rozdzielczość uzyskiwaną z teleskopów naziemnych, ponieważ turbulencje pogarszają rozdzielczość kątową.

Powszechnie opisywanymi promieniami dużych, chłodnych gwiazd są promienie Rosselanda , definiowane jako promień fotosfery na określonej głębokości optycznej wynoszącej dwie trzecie. Odpowiada to promieniowi wyliczonemu z temperatury efektywnej i jasności bolometrycznej. Promień Rosselanda różni się od promieni mierzonych bezpośrednio, z poprawkami na ciemnienie kończyn i długość fali obserwacji. Na przykład zmierzona średnica kątowa 55,6 mas odpowiadałaby średniej średnicy Rosselanda wynoszącej 56,2 mas, podczas gdy dalsze poprawki na istnienie otaczających otoczek pyłowych i gazowych dałyby średnicę41,9 mas .

Aby przezwyciężyć te wyzwania, naukowcy zastosowali różne rozwiązania. Interferometria astronomiczna, po raz pierwszy wymyślona przez Hippolyte'a Fizeau w 1868 roku, była przełomową koncepcją, która umożliwiła znaczne udoskonalenia nowoczesnej teleskopu i doprowadziła do stworzenia interferometru Michelsona w latach 80. XIX wieku i pierwszego pomyślnego pomiaru Betelgeuse. Podobnie jak ludzkie postrzeganie głębi wzrasta, gdy obiekt postrzega dwoje oczu zamiast jednego, Fizeau zaproponował obserwację gwiazd przez dwie apertury zamiast przez jedną, aby uzyskać interferencje , które dostarczyłyby informacji o rozkładzie intensywności przestrzennej gwiazdy. Nauka ewoluowała szybko, a interferometry z wieloma aperturami są obecnie używane do przechwytywania obrazów nakrapianych , które są syntetyzowane za pomocą analizy Fouriera w celu uzyskania portretu o wysokiej rozdzielczości. To właśnie ta metodologia zidentyfikowała hotspoty na Betelgeuse w latach 90. XX wieku. Inne przełomowe odkrycia technologiczne obejmują optykę adaptacyjną , obserwatoria kosmiczne, takie jak Hipparcos, Hubble i Spitzer , oraz Astronomical Multi-Beam Recombiner (AMBER) , który łączy wiązki trzech teleskopów jednocześnie, umożliwiając naukowcom osiągnięcie rozdzielczości przestrzennej w milisekundach .

Obserwacje w różnych obszarach widma elektromagnetycznego — widzialnej, bliskiej podczerwieni ( NIR ), średniej podczerwieni (MIR) lub radiowej — dają bardzo różne pomiary kątowe. W 1996 roku wykazano, że Betelgeuse ma jednolity dysk56,6 ± 1,0 mas . W 2000 roku zespół Laboratorium Nauk Kosmicznych zmierzył średnicę54,7 ± 0,3 mas , ignorując wszelki możliwy wkład z hotspotów, które są mniej zauważalne w średniej podczerwieni. Uwzględniono również teoretyczny naddatek na ciemnienie kończyn, dający średnicę55,2 ± 0,5 mas . Wcześniejsze oszacowanie równa się promieniowi z grubsza5,6 AU lub 1200  R _☉ , przy założeniu odległości Harpera z 2008 r. wynoszącej197,0 ± 45 szt , liczba mniej więcej wielkości orbity Jowisza5,5 AU .

W 2004 r. zespół astronomów pracujących w bliskiej podczerwieni ogłosił, że dokładniejszy pomiar fotosferyczny to 43,33 ± 0,04 mas . Badanie przedstawiło również wyjaśnienie, dlaczego różne długości fal od światła widzialnego do średniej podczerwieni dają różne średnice: gwiazda jest widziana przez grubą, ciepłą, rozciągniętą atmosferę. Przy krótkich długościach fal (widmo widzialne) atmosfera rozprasza światło, nieznacznie zwiększając w ten sposób średnicę gwiazdy. Przy długościach fal bliskiej podczerwieni ( pasma K i L ) rozpraszanie jest pomijalne, więc klasyczną fotosferę można bezpośrednio zobaczyć; w średniej podczerwieni rozpraszanie wzrasta ponownie, powodując wzrost emisji termicznej ciepłej atmosfery pozornej średnicy.

Zdjęcie w podczerwieni Betelgezy, Meissy i Bellatriks wraz z otaczającymi mgławicami

Badania z IOTA i VLTI opublikowane w 2009 roku przyniosły silne poparcie dla idei otoczek pyłowych i otoczki molekularnej (MOLsphere) wokół Betelgeuse i przyniosły średnice w zakresie od 42,57 do44,28 mas przy stosunkowo nieznacznym marginesie błędu. W 2011 roku trzecia ocena w bliskiej podczerwieni potwierdzająca liczby z 2009 roku, tym razem pokazująca średnicę dysku z przyciemnionymi kończynami42,49 ± 0,06 mas . Średnica fotosferyczna bliskiej podczerwieni43,33 mas na dystansie Hipparcos152 ± 20 szt. odpowiada około3,4 AU lub 730  R _☉ . Papier z 2014 r. wyprowadza średnicę kątową42,28 mas (odpowiednik a41,01 mas jednorodny dysk) na podstawie obserwacji w pasmach H i K wykonanych za pomocą instrumentu VLTI AMBER.

W 2009 roku ogłoszono, że promień Betelgeuse zmniejszył się od 1993 do 2009 roku o 15%, a pomiar kątowy w 2008 roku był równy 47,0 mas . W przeciwieństwie do większości wcześniejszych prac, w tym badaniu wykorzystano pomiary przy jednej określonej długości fali przez 15 lat. Zmniejszenie widocznej wielkości Betelgeuse równa się zakresowi wartości między56,0 ± 0,1 mas od 1993 do47,0 ± 0,1 mas w 2008 r. — skurcz o prawie0,9 j.m. w15 lat . Ogólnie uważa się, że obserwowany skurcz jest zmiennością tylko części rozszerzonej atmosfery wokół Betelgezy, a obserwacje przy innych długościach fal wykazały wzrost średnicy w podobnym okresie.

Najnowsze modele Betelgeuse przyjmują fotosferyczną średnicę kątową około 43 mas , z wieloma pociskami do 50-60 mas . Zakładając odległość197 szt , co oznacza gwiezdną średnicę887 ± 203  R _☉ .

Kiedyś uważana za gwiazdę o największej średnicy kątowej ze wszystkich gwiazd na niebie po Słońcu , Betelgeuse straciła to rozróżnienie w 1997 roku , kiedy grupa astronomów zmierzyła R Doradus o średnicy równej57,0 ± 0,5 mas , chociaż R Doradus, będąc znacznie bliżej Ziemi około200 lat ma liniową średnicę około jednej trzeciej średnicy Betelgeuse.

Charakterystyka fizyczna

(lipiec 2008, nieaktualny). Względne rozmiary planet Układu Słonecznego i kilku gwiazd, w tym Betelgeuse:

1. Merkury < Mars < Wenus < Ziemia
2. Ziemia < Neptun < Uran < Saturn < Jowisz
3. Jowisz < Wilk 359 < Słońce < Syriusz
4. Syriusz < Polluks < Arktur < Aldebaran
5. Aldebaran < Rigel < Antares < Betelgeuse
6. Betelgeuse < Mu Cephei < VV Cephei A < VY Canis Majoris

Porównanie wielkości Betelgeuse, Mu Cephei , KY Cygni i V354 Cephei , według Emily Levesque .

Betelgeuse to bardzo duża, jasna, ale chłodna gwiazda sklasyfikowana jako czerwony nadolbrzym M1-2 Ia-ab . Litera „M” w tym oznaczeniu oznacza, że ​​jest to czerwona gwiazda należąca do klasy widmowej M, a zatem ma stosunkowo niską temperaturę fotosfery; klasa jasności z przyrostkiem „Ia-ab” wskazuje, że jest to nadolbrzym o średniej jasności, o właściwościach pośrednich między normalnym nadolbrzymem a świecącym nadolbrzymem. Od 1943 roku widmo Betelgeuse służy jako jeden ze stabilnych punktów kontrolnych, według których klasyfikowane są inne gwiazdy.

Niepewność co do temperatury powierzchni gwiazdy, średnicy i odległości utrudnia precyzyjny pomiar jasności Betelgeuse, ale badania z 2012 r. podają jasność około 126 000  L _☉ , zakładając odległość200 szt . Badania prowadzone od 2001 r. podają, że efektywne temperatury wahają się od 3250 do 3690 K . Wartości wykraczające poza ten zakres były już wcześniej zgłaszane i uważa się, że duża część zmian jest realna z powodu pulsacji w atmosferze. Gwiazda jest również wolno rotatorem, a ostatnia zarejestrowana prędkość to5,45 km/s — znacznie wolniej niż Antares, który ma prędkość obrotową20 km/s . Okres rotacji zależy od wielkości i orientacji Betelgeuse względem Ziemi, ale obliczono, że zajmie36 lat na obrót wokół własnej osi, nachylonej pod kątem około60° do Ziemi.

W 2004 roku astronomowie korzystający z symulacji komputerowych spekulowali, że nawet jeśli Betelgeuse nie obraca się, może wykazywać aktywność magnetyczną na dużą skalę w swojej rozszerzonej atmosferze, czynnik, w którym nawet umiarkowanie silne pola mogą mieć znaczący wpływ na pył gwiazdy, wiatr i utratę masy. nieruchomości. Seria spectropolarimetric obserwacji uzyskanych w roku 2010 Bernard Lyot teleskopu na Pic du Midi Obserwatorium wykazała obecność słabego pola magnetycznego na powierzchni Betelgezy, co sugeruje, że gigant konwekcyjne ruchy nadolbrzymami są w stanie wywołać początek mała -skalowy efekt dynama .

Masa

Betelgeuse nie ma znanych towarzyszy orbitalnych, więc jej masy nie można obliczyć tą bezpośrednią metodą. Współczesne szacunki masy z modelowania teoretycznego przyniosły wartości 9.5-21  M _☉ , o wartości 5  M _☉ -30  M _☉ ze starszych badań. Obliczono, że Betelgeuse rozpoczęła swoje życie jako gwiazda 15–20  M _☉ , na podstawie jasności Słońca wynoszącej 90 000–150 000. Nowatorski sposób wyznaczania masy w nadolbrzymów został zaproponowany w 2011 roku, podnosząc na aktualnej masy gwiazdowego 11,6  M _☉ o górnej granicy 16,6 i dolnej 7,7  M _☉ , na podstawie obserwacji profilu intensywności gwiazdy z wąskim interferometrii H paśmie i przy użyciu pomiaru fotosferycznego z grubsza4.3 AU lub955 ± 217  R _☉ . Dopasowanie modelu do torów ewolucyjnych daje aktualną masę 19,4–19,7  M _☉ , z masy początkowej 20  M _☉ .

Ruch

Stowarzyszenie Oriona OB1

W kinematyce Betelgezy są złożone. Wiek nadolbrzymów klasy M o początkowej masie 20  M _☉ wynosi około 10 milionów lat. Zaczynając od obecnej pozycji i ruchu, projekcja w czasie umieściłaby Betelgeuzę wokół290 parseków dalej od płaszczyzny galaktycznej — nieprawdopodobna lokalizacja, ponieważ nie ma tam obszaru powstawania gwiazd . Co więcej, przewidywany szlak Betelgeuse nie wydaje się przecinać z podzwiązkiem 25 Ori lub znacznie młodszą gromadą Mgławicy Oriona (ONC, znaną również jako Ori OB1d), zwłaszcza że astrometria Very Long Baseline Array podaje odległość od Betelgeuse do ONC wynoszącą między 389 oraz 414 parseków . W związku z tym jest prawdopodobne, że Betelgeuse nie zawsze miała swój obecny ruch w przestrzeni, ale zmieniła kurs w takim czy innym czasie, być może w wyniku pobliskiej eksplozji gwiezdnej . Obserwacje przeprowadzone przez Herschel Space Observatory w styczniu 2013 roku ujawniły, że wiatry gwiazdy zderzają się z otaczającym ją ośrodkiem międzygwiazdowym.

Najbardziej prawdopodobnym scenariuszem powstawania gwiazd dla Betelgeuse jest to, że jest to uciekająca gwiazda ze Stowarzyszenia Orion OB1 . Betelgeuse, pierwotnie należąca do wielomasowego układu wielokrotnego w Ori OB1a, powstała prawdopodobnie około 10–12 milionów lat temu, ale szybko ewoluowała ze względu na swoją dużą masę. W 2015 roku H. Bouy i J. Alves zasugerowali, że Betelgeuse może zamiast tego być członkiem nowo odkrytego stowarzyszenia Taurion OB .

Dynamika okołogwiazdowa

Obraz z ESO „s Very Large Telescope pokazujący gwiazdorską dysku i rozszerzony atmosferę z nieznanego wcześniej pióropusz otaczającego gazu

W późnej fazie ewolucji gwiazd , masywne gwiazdy, takie jak Betelgeuse, wykazują wysokie tempo utraty masy , prawdopodobnie nawet jeden  M _☉ każdy.10 000 lat , co skutkuje złożonym środowiskiem okołogwiazdowym, które podlega ciągłym zmianom. W artykule z 2009 roku, utrata masy gwiazd została wymieniona jako „klucz do zrozumienia ewolucji wszechświata od najwcześniejszych czasów kosmologicznych do obecnej epoki oraz formowania się planet i powstawania samego życia”. Jednak mechanizm fizyczny nie jest dobrze poznany. Kiedy Martin Schwarzschild po raz pierwszy przedstawił swoją teorię ogromnych komórek konwekcyjnych, argumentował, że jest to prawdopodobna przyczyna utraty masy u wyewoluowanych nadolbrzymów, takich jak Betelgeuse. Ostatnie prace potwierdziły tę hipotezę, jednak wciąż nie ma pewności co do struktury ich konwekcji, mechanizmu utraty masy, sposobu powstawania pyłu w ich rozszerzonej atmosferze oraz warunków, które przyspieszają ich dramatyczny finał jako supernową typu II. W 2001 roku Graham Harper szacuje się na 0,03 wiatr gwiazdowy  M _☉ każdy10 000 lat , ale badania prowadzone od 2009 roku dostarczyły dowodów na epizodyczną utratę masy, co sprawia, że ​​jakakolwiek całkowita liczba Betelgeuse jest niepewna. Obecne obserwacje sugerują, że gwiazda taka jak Betelgeuse może spędzić część swojego życia jako czerwony nadolbrzym , ale potem przechodzi z powrotem przez diagram HR, ponownie przechodzi przez krótką żółtą fazę nadolbrzyma, a następnie eksploduje jako niebieski nadolbrzym lub gwiazda Wolfa-Rayeta .

Rendering artysty z ESO ukazujący Betelgeuzę z gigantyczną bańką gotującą się na jej powierzchni i promienistym pióropuszem gazu wyrzucanym do sześciu promieni fotosferycznych lub mniej więcej na orbitę Neptuna

Astronomowie mogą być bliscy rozwiązania tej zagadki. Zauważyli dużą smugę gazu rozciągającą się co najmniej sześć razy w stosunku do promienia gwiazdy, co wskazuje, że Betelgeuse nie rozrzuca materii równomiernie we wszystkich kierunkach. Obecność pióropusza sugeruje, że sferyczna symetria fotosfery gwiazdy, często obserwowana w podczerwieni, nie jest zachowana w jej bliskim otoczeniu. Asymetrie na gwiezdnym dysku zostały zgłoszone przy różnych długościach fal. Jednak ze względu na udoskonalone możliwości optyki adaptacyjnej NACO w VLT, te asymetrie stały się przedmiotem zainteresowania. Dwa mechanizmy, które mogły spowodować taką asymetryczną utratę masy, to komórki konwekcyjne na dużą skalę lub utrata masy polarnej, prawdopodobnie z powodu rotacji. Sondując głębiej za pomocą AMBER ESO, zaobserwowano, że gaz w rozszerzonej atmosferze nadolbrzyma energicznie porusza się w górę iw dół, tworząc bąbelki wielkości samego nadolbrzyma, co doprowadziło jego zespół do wniosku, że taki wstrząs gwiezdny stoi za masowym wyrzutem pióropusza obserwowanym przez Kervellę.

Asymetryczne muszle

Oprócz fotosfery zidentyfikowano sześć innych składników atmosfery Betelgeuse. Stanowią one środowisko molekularne zwane inaczej kulą MOL, otoczkę gazową, chromosferę, środowisko pyłowe i dwie zewnętrzne powłoki (S1 i S2) złożone z tlenku węgla (CO). Wiadomo, że niektóre z tych elementów są asymetryczne, podczas gdy inne nakładają się na siebie.

Widok zewnętrzny Bardzo Dużego Teleskopu ESO ( VLT ) w Paranal, Chile

Około 0,45 promienia gwiazdy (~2–3 AU ) nad fotosferą może znajdować się warstwa molekularna znana jako MOLsphere lub środowisko molekularne. Badania pokazują, że składa się z pary wodnej i tlenku węgla o efektywnej temperaturze około1500 ± 500 K . Para wodna została pierwotnie wykryta w widmie nadolbrzyma w latach 60. XX wieku w ramach dwóch projektów Stratoscope, ale przez dziesięciolecia była ignorowana. Sfera MOL może również zawierać SiO i Al ₂ O _{3 —} cząsteczki, które mogą wyjaśniać powstawanie cząstek pyłu.

Widok wnętrza jednego z czterech 8,2-metrowych Teleskopów Głównych w należącym do ESO VLT

Asymetryczna otoczka gazowa, kolejny chłodniejszy region, rozciąga się na kilka promieni (~10–40 AU ) z fotosfery. Jest wzbogacony w tlen, a zwłaszcza w azot w stosunku do węgla. Te anomalie składu są prawdopodobnie spowodowane zanieczyszczeniem materiałem przetworzonym CNO z wnętrza Betelgeuse.

Zdjęcia wykonane za pomocą radioteleskopu w 1998 roku potwierdzają, że Betelgeuse ma bardzo złożoną atmosferę o temperaturze 3450 ± 850 K , podobnie do zarejestrowanego na powierzchni gwiazdy, ale znacznie niższe niż otaczający gaz w tym samym regionie. Obrazy VLA pokazują również, że ten gaz o niższej temperaturze stopniowo się ochładza, gdy rozciąga się na zewnątrz. Choć nieoczekiwane, okazuje się, że jest to najobfitszy składnik atmosfery Betelgezy. „Zmienia to nasze podstawowe rozumienie atmosfer gwiazd czerwonych nadolbrzymów” – wyjaśnia Jeremy Lim, lider zespołu. „Zamiast atmosfery gwiazdy rozszerzającej się równomiernie z powodu gazu podgrzanego do wysokich temperatur w pobliżu jej powierzchni, teraz wydaje się, że kilka gigantycznych komórek konwekcyjnych wyrzuca gaz z powierzchni gwiazdy do jej atmosfery”. Jest to ten sam region, w którym, jak się uważa, istnieje odkrycie przez Kervella z 2009 r. jasnego pióropusza, prawdopodobnie zawierającego węgiel i azot i rozciągającego się na co najmniej sześć promieni fotosferycznych w kierunku południowo-zachodnim od gwiazdy.

Chromosfera bezpośrednio obrazowane przez Faint Object Camera na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Hubble'a w ultrafiolecie. Obrazy ujawniły również jasny obszar w południowo-zachodniej ćwiartce dysku. Średni promień chromosfery w 1996 roku był około 2,2 razy większy od dysku optycznego (~10 AU ) i zgłoszono, że ma temperaturę nie wyższą niż5500 tys . Jednak w 2004 roku obserwacje za pomocą STIS, precyzyjnego spektrometru Hubble'a, wskazały na istnienie ciepłej plazmy chromosferycznej w odległości co najmniej jednej sekundy kątowej od gwiazdy. W odległości197 szt , rozmiar chromosfery może wynosić do200 PLN . Obserwacje jednoznacznie wykazały, że ciepła plazma chromosferyczna pokrywa się przestrzennie i współistnieje z chłodnym gazem w gazowej powłoce Betelgeuse, jak również z pyłem w jej otoczkach pyłowych.

Ten podczerwieni obraz z ESO jest VLT przedstawia złożonych warstw gazu i pyłu wokół Betelgezy - w małe czerwone kółko na środku jest wielkość sferyczne.

Pierwsze twierdzenie o powłoce pyłowej otaczającej Betelgeuse pojawiło się w 1977 roku, kiedy zauważono, że powłoki pyłowe wokół dojrzałych gwiazd często emitują duże ilości promieniowania, przekraczające wkład fotosfery. Korzystając z interferometrii heterodynowej stwierdzono, że czerwony nadolbrzym emituje większość swojego nadmiaru promieniowania z pozycji poza 12 promieniami gwiazdy lub w przybliżeniu na odległość pasa Kuipera przy 50 do 60 AU, co zależy od przyjętego promienia gwiazdy. Od tego czasu przeprowadzono badania tej otoczki pyłowej przy różnych długościach fal, uzyskując zdecydowanie różne wyniki. Badania z lat 90. oszacowały wewnętrzny promień powłoki pyłowej w dowolnym miejscu od 0,5 do1,0  sekundy kątowej lub 100 do200 PLN . Badania te wskazują, że środowisko pyłowe otaczające Betelgeuse nie jest statyczne. W 1994 roku doniesiono, że Betelgeuse przechodzi sporadyczne, trwające dziesięciolecia wytwarzanie pyłu, po którym następuje brak aktywności. W 1997 r. zauważono znaczące zmiany w morfologii powłoki pyłowej w ciągu jednego roku, co sugeruje, że powłoka jest asymetrycznie oświetlona przez pole promieniowania gwiezdnego, na które silnie wpływa istnienie fotosferycznych gorących punktów. Raport z 1984 r. o gigantycznej asymetrycznej powłoce pyłowej1 szt (206 265 AU ) nie zostało potwierdzone przez ostatnie badania, chociaż w innym opublikowanym w tym samym roku stwierdzono, że znaleziono trzy powłoki pyłowe rozciągające się na cztery lata świetlne od jednej strony rozpadającej się gwiazdy, co sugeruje, że Betelgeuse zrzuca swoje zewnętrzne warstwy podczas ruchu.

Chociaż dokładny rozmiar dwóch zewnętrznych powłok CO pozostaje nieuchwytny, wstępne szacunki sugerują, że jedna powłoka rozciąga się od około 1,5 do 4,0 sekund kątowych, a druga rozciąga się do 7,0 sekund kątowych. Zakładając orbitę Jowisza5,5 AU jako promień gwiazdy, powłoka wewnętrzna rozciągałaby się z grubsza od 50 do 150 promieni gwiazdy (~300 do800 AU ) z zewnętrznym promieniem aż do 250 promieni gwiazdy (~1400 j.a. ). Heliopauza Słońca szacowana jest na około 100 j.a., więc wielkość tej zewnętrznej powłoki byłaby prawie czternastokrotnie większa od wielkości Układu Słonecznego.

Naddźwiękowy wstrząs łuku

Betelgeuse przemieszcza się naddźwiękowo przez ośrodek międzygwiazdowy z prędkością 30 km/s (tj. ~6.3 AU/a ) wytworzenie uderzenia dziobu . Wstrząs nie jest powodowany przez gwiazdę, ale przez jej potężny wiatr gwiazdowy, który wyrzuca ogromne ilości gazu do ośrodka międzygwiazdowego z prędkością17 km/s , ogrzewając materię otaczającą gwiazdę, dzięki czemu jest ona widoczna w świetle podczerwonym. Ponieważ Betelgeuse jest tak jasna, dopiero w 1997 roku po raz pierwszy sfotografowano łuk łukowy. Komety struktura jest szacowana na co najmniej jeden parsec szerokości, przy założeniu, że odległość 643 lat świetlnych.

Symulacje hydrodynamiczne wstrząsu łukowego wykonane w 2012 roku wskazują, że jest on bardzo młody — ma mniej niż 30 000 lat — co sugeruje dwie możliwości: że Betelgeuse dopiero niedawno przeniosła się do regionu ośrodka międzygwiazdowego o innych właściwościach lub że Betelgeuse przeszła znaczną transformację, powodując zmieniony wiatr gwiezdny. W artykule z 2012 r. zaproponowano, że zjawisko to było spowodowane przejściem Betelgezy z niebieskiego nadolbrzyma (BSG) do czerwonego nadolbrzyma (RSG). Istnieją dowody na to, że w późnym stadium ewolucyjnym gwiazdy takiej jak Betelgeuse, takie gwiazdy „mogą przechodzić gwałtowne przejścia od czerwonego do niebieskiego i odwrotnie na diagramie Hertzsprunga-Russella, z towarzyszącymi szybkimi zmianami wiatrów gwiazdowych i wstrząsów dziobowych”. Co więcej, jeśli przyszłe badania potwierdzą tę hipotezę, Betelgeuse może okazać się, że przebyła blisko 200 000 j.a. jako czerwony nadolbrzym rozpraszający aż do3  M _☉ wzdłuż jego trajektorii.

Fazy ​​życia

Betelgeza jest czerwony nadolbrzym że ewoluowała od O typu sekwencji głównej gwiazdy . Jej jądro w końcu zapadnie się, powodując wybuch supernowej i pozostawiając zwartą pozostałość . Szczegóły zależą od dokładnej masy początkowej i innych właściwości fizycznych tej gwiazdy ciągu głównego.

Sekwencja główna

Diagram Hertzsprunga-Russella identyfikujący nadolbrzymy, takie jak Betelgeuse, które przesunęły się poza ciąg główny

Początkową masę Betelgeuse można oszacować jedynie poprzez testowanie różnych modeli ewolucyjnych gwiazd, aby dopasować jej obecnie obserwowane właściwości. Niewiadome zarówno modeli, jak i aktualnych właściwości oznaczają, że istnieje znaczna niepewność co do początkowego wyglądu Betelgeuse, ale jej masa jest zwykle szacowana na 10–25  M _☉ , a współczesne modele osiągają wartości 15–20  M _☉ . Można rozsądnie założyć, że jego skład chemiczny składał się z około 70% wodoru, 28% helu i 2,4% ciężkich pierwiastków, nieco bardziej bogatych w metale niż Słońce, ale poza tym podobnych. Początkowa prędkość rotacji jest bardziej niepewna, ale modele o powolnym lub umiarkowanym początkowym tempie rotacji najlepiej pasują do obecnych właściwości Betelgeuse. Ta wersja sekwencji głównej Betelgeuse byłaby gorącą, jasną gwiazdą o typie widmowym, takim jak O9V.

Gwiazda 15  M _☉ potrzebowałaby od 11,5 do 15 milionów lat, aby osiągnąć stadium czerwonego nadolbrzyma, przy czym szybciej rotujące gwiazdy zajęłoby to najdłużej. Szybko obracających 20  M _☉ gwiazdek wziąć 9,3 mln lat do osiągnięcia czerwony nadolbrzym scenę, podczas gdy 20  M _☉ gwiazd z powolnej rotacji trwa tylko 8,1 mln lat. Są to najlepsze szacunki obecnego wieku Betelgeuse, ponieważ czas od jej fazy głównej ciągu zerowego szacuje się na 8,0-8,5 miliona lat jako gwiazda 20  M _☉ bez rotacji.

Po wyczerpaniu rdzenia wodoru

Celestia przedstawiająca Oriona tak, jak może wyglądać z Ziemi, gdy Betelgeza eksploduje jako supernowa , która może być jaśniejsza niż supernowa, która eksplodowała w 1006 roku

Czas spędzony przez Betelgeuse jako czerwony nadolbrzym można oszacować, porównując tempo utraty masy z obserwowanym materiałem okołogwiazdowym, a także z obfitością ciężkich pierwiastków na powierzchni. Szacunki wahają się od 20 000 lat do maksymalnie 140 000 lat. Betelgeuse wydaje się podlegać krótkim okresom znacznej utraty masy i jest uciekającą gwiazdą poruszającą się szybko w przestrzeni, więc porównanie jej obecnej utraty masy z całkowitą utraconą masą jest trudne. Powierzchnia Betelgeuse wykazuje zwiększoną ilość azotu, stosunkowo niski poziom węgla i wysoki udział ¹³ C w stosunku do ¹² C , wszystko to wskazuje na gwiazdę, która doświadczyła pierwszego wydobycia . Jednak pierwsze pogłębianie następuje wkrótce po tym, jak gwiazda osiągnie fazę czerwonego nadolbrzyma, a to oznacza tylko, że Betelgeuse była czerwonym nadolbrzymem od co najmniej kilku tysięcy lat. Najlepszą prognozą jest to, że Betelgeuse spędziła już około 40 000 lat jako czerwony nadolbrzym, opuszczając ciąg główny prawdopodobnie milion lat temu.

Aktualną masę można oszacować na podstawie modeli ewolucyjnych na podstawie masy początkowej i oczekiwanej dotychczas utraconej masy. W przypadku Betelgeuse przewiduje się, że całkowita utrata masy nie przekroczy około jednego  M _☉ , co daje obecną masę 19,4–19,7  M _☉ , znacznie wyższą niż oszacowano innymi metodami, takimi jak właściwości pulsacyjne lub modele ciemnienia kończyn.

Oczekuje się, że wszystkie gwiazdy bardziej masywne niż około 10  M _☉ skończą swoje życie, gdy ich jądra zapadną się, zazwyczaj powodując wybuch supernowej. Do około 15  M _☉ supernowa typu II-P jest zawsze produkowana z czerwonego nadolbrzyma. Masywniejsze gwiazdy mogą tracić masę na tyle szybko, że ewoluują w kierunku wyższych temperatur, zanim ich jądra zapadną się, szczególnie w przypadku gwiazd wirujących i modeli o szczególnie wysokim współczynniku utraty masy. Gwiazdy te mogą wytwarzać supernowe typu II-L lub typu IIb z żółtych lub niebieskich nadolbrzymów lub supernowe typu Ib/c z gwiazd Wolfa-Rayeta. Modele rotujących 20  M _☉ gwiazd przewidują osobliwą supernową typu II podobną do SN 1987A z niebieskiego przodka nadolbrzyma . Z drugiej strony, nierotujące modele 20  M _☉ przewidują powstanie supernowej typu II-P z przodka nadolbrzyma czerwonego.

Czas do wybuchu Betelgeuse zależy od przewidywanych warunków początkowych i szacowanego czasu spędzonego już jako czerwony nadolbrzym. Całkowita żywotność od początku czerwonego nadolbrzymów fazy Core załamania zmienia się od około 300000 lat do obracającego 25  M _☉ gwiazdy 550,000 rok do obracania 20  M _☉ gwiazdy i aż do milionów lat na nieobrotowej 15  M _☉ gwiazda. Biorąc pod uwagę szacowany czas, odkąd Betelgeuse stała się czerwonym nadolbrzymem, szacunki dotyczące jego pozostałego życia wahają się od „najlepszego przypuszczenia” poniżej 100 000 lat dla nierotującego modelu 20  M _☉ do znacznie dłuższego dla modeli wirujących lub gwiazd o mniejszej masie. Podejrzewane miejsce narodzin Betelgeuse w Stowarzyszeniu Oriona OB1 to lokalizacja kilku poprzednich supernowych. Uważa się, że uciekające gwiazdy mogą być spowodowane przez supernowe i istnieją mocne dowody na to, że wszystkie gwiazdy OB μ Columbae , AE Aurigae i 53 Arietis powstały w wyniku takich eksplozji w Ori OB1 2.2, 2.7 i 4.9 milionów lat temu.

Emituje typową supernową typu II-P 2 x 10 ⁴⁶  J z neutrinów i wywołuje eksplozję energii kinetycznej2 × 10 ⁴⁴  J . Jak widać z Ziemi, Betelgeuse jako supernowa typu IIP miałaby szczyt jasności w zakresie od -8 do -12. Byłoby to łatwo widoczne w świetle dziennym, z możliwą jasnością do znacznej części księżyca w pełni , choć prawdopodobnie nie przekraczającą jej. Ten typ supernowej pozostawałby w mniej więcej stałej jasności przez 2-3 miesiące, po czym gwałtownie ciemniałby. Światło widzialne jest wytwarzane głównie w wyniku radioaktywnego rozpadu kobaltu i utrzymuje swoją jasność dzięki rosnącej przezroczystości schładzającego się wodoru wyrzucanego przez supernową.

Z powodu nieporozumień spowodowanych opublikowaniem w 2009 roku 15% skurczu gwiazdy, najwyraźniej jej zewnętrznej atmosfery, Betelgeuse często była przedmiotem przerażających historii i plotek sugerujących, że wybuchnie w ciągu roku, co prowadzi do przesadzonych twierdzeń o konsekwencjach takich wydarzenie. Czas i rozpowszechnienie tych plotek zostały powiązane z szerszymi błędnymi wyobrażeniami astronomii, w szczególności z przewidywaniami zagłady odnoszącymi się do kalendarza Majów . Betelgeuse prawdopodobnie nie wytworzy rozbłysku gamma i nie jest wystarczająco blisko, aby promieniowanie rentgenowskie , promieniowanie ultrafioletowe lub wyrzucana materia wywarły znaczący wpływ na Ziemię . Po przyciemnieniu Betelgeuse w grudniu 2019 r. w nauce i mediach głównego nurtu pojawiły się doniesienia, które ponownie zawierały spekulacje, że gwiazda może wkrótce stać się supernową – nawet w obliczu badań naukowych, że supernowa nie jest spodziewana przez być może 100 000 lat. Niektóre źródła podały, że magnitudo wynosi +1,3 jako niezwykłe i interesujące zjawisko, takie jak magazyn Astronomy , National Geographic i Smithsonian . Niektóre media głównego nurtu, takie jak The Washington Post , ABC News w Australii i Popular Science , doniosły, że supernowa była możliwa, ale mało prawdopodobna, podczas gdy inne media przedstawiały supernową jako realistyczną możliwość. Na przykład CNN wybrało nagłówek „Gigantyczna czerwona gwiazda zachowuje się dziwnie i naukowcy uważają, że może wkrótce wybuchnąć”, podczas gdy The New York Post ogłosił, że Betelgeuse „należy do wybuchowej supernowej”. Phil Plait ponownie napisał, aby poprawić to, co nazywa „Bad Astronomy”, zauważając, że ostatnie zachowanie Betelgeuse „[choć] niezwykłe… nie jest bezprecedensowe. Ponadto prawdopodobnie nie wybuchnie przez długi, długi czas. " Dennis Overbye z The New York Times zdaje się zgadzać, pisząc: „Czy Betelgeuse zaraz wybuchnie? Prawdopodobnie nie, ale astronomowie dobrze się bawią myśląc o tym”.

Po ewentualnej supernowej pozostanie mała, gęsta pozostałość, albo gwiazda neutronowa, albo czarna dziura . Betelgeuse nie ma wystarczająco masywnego jądra dla czarnej dziury, więc przewiduje się, że pozostałością jest gwiazda neutronowa o wielkości około 1,5  M _☉ .

Atrybuty etnologiczne

Pisownia i wymowa

Betelgeza został również wpisany Betelgeux , aw niemieckim , Beteigeuze (według Bode ). Betelgeux i Betelgeuze były używane do początku XX wieku, kiedy pisownia Betelgeuse stała się powszechna. Konsensus co do jego wymowy jest słaby i jest tak różny jak jego pisownia:

• / B ɛ t əl dʒ ù oo / BET -əl-jooz  -Oxford English DictionaryiKrólewski Astronomical Society of Canada
• / B í t əl dʒ ù oo , - dʒ ɜː oo / BURAKA -əl-jooz, -⁠jurz  -Oxford English Dictionary
• / B ı t əl dʒ ù s / BURAKA -əl-Joos  - (kanadyjski Oxford Dictionary,Webster Kolegiata słownik)
• / B ɛ t əl ɡ ɜːr oo / bet-əl- GURZ  - (Martha Evans Martin,The Friendly gwiazdek)

W -urz wymowy są próby czynią francuski eu dźwięk; działają tylko z akcentem r -droping .

Etymologia

Ilustrację Orion (odwracane w poziomie) z Al-Sufi jest Księdze gwiazdy stałe . Betelgeuze jest opisany jako Yad al-Jauzā („Ręka Oriona”), jeden z proponowanych źródeł etymologicznych jego współczesnej nazwy, a także jako Mankib al Jauzā' („Ramię Oriona”).

Betelgeuse jest często błędnie tłumaczona jako „pacha środkowej”. W swojej pracy z 1899 roku Star-Names and Their Meanings amerykański przyrodnik-amator Richard Hinckley Allen stwierdził, że wyprowadzenie pochodzi z ابط الجوزاء Ibṭ al-Jauzah , który, jak twierdził, zdegenerował się do wielu form, w tym Bed Elgueze , Beit Algueze , Bet El-gueze , Beteigeuze i więcej, do form Betelgeuse , Betelguese , Betelgueze i Betelgeux . Gwiazda nazwano Beldengeuze w tabelach Alfonsine i włoski jezuita ksiądz i astronom Giovanni Battista Riccioli nazwał go Bectelgeuze lub Bedalgeuze .

Paul Kunitzsch, profesor arabistyki na Uniwersytecie w Monachium, obalił pochodzenie Allena i zamiast tego zaproponował, że pełna nazwa jest zniekształceniem arabskiego يد الجوزاء Yad al-Jauzā, co oznacza „Ręka al-Jauzā” , tj. Orion . Błędna transliteracja europejska na średniowieczną łacinę doprowadziła do tego, że pierwszy znak y ( ﻴ , z dwiema kropkami pod spodem) został błędnie odczytany jako b ( ﺒ , z tylko jedną kropką pod spodem). W okresie renesansu nazwa gwiazdy została napisana jako بيت الجوزاء Bait al-Jauzā' ( „dom Oriona”) lub بط الجوزاء Baţ al-Jauzā' , błędnie uważane za oznaczające „pachy Oriona” (prawdziwe tłumaczenie „pachy” byłoby ابط , transliterowane jako Ibţ ) . Doprowadziło to do nowoczesnego renderowania jako Betelgeuse . Inni pisarze od tego czasu zaakceptowali wyjaśnienie Kunitzscha.

Ostatnia część nazwy, „-elgeuse”, pochodzi od arabskiego الجوزاء al-Jauzā' , historycznej arabskiej nazwy konstelacji Oriona , żeńskiego imienia w starej arabskiej legendzie i niepewnego znaczenia. Ponieważ جوز j-wz The korzeń z jauzā 'czyli "middle", al-Jauzā' z grubsza oznacza "jeden centralny". Współczesna arabska nazwa Oriona to الجبار al-Jabbār ( „olbrzym”), chociaż użycie الجوزاء al-Jauzā w nazwie gwiazdy jest kontynuowane. XVII-wieczny angielski tłumacz Edmund Chilmead nadał mu nazwę Ied Algeuze („Ręka Oriona”), od Christmannusa . Inne zarejestrowane arabskie nazwy to Al Yad al Yamnā ( „prawa ręka”), Al Dhira ( „ramię”) i Al Mankib ( „ramię”), wszystkie dołączone do „olbrzyma”, jako منكب الجوزاء Mankib al Jauza” .

Mapa Gwiazd Dunhuang , około 700 roku ne, przedstawiająca参宿四 Shēnxiùsì (Betelgeuse), czwartą gwiazdę konstelacji Trzech Gwiazd

Inne nazwy

Inne nazwy Betelgeuse to perski Basn „Ramię” i koptyjska Klaria „Armlet”. Bahu to jego nazwa w sanskrycie , jako część hinduskiego rozumienia konstelacji jako biegnącej antylopy lub jelenia. W tradycyjnej chińskiej astronomii The nazwa dla Betelgezy jest参宿四( Shēnxiùsì Czwarta gwiazda konstelacji trzy gwiazdki ) jako chińskich konstelacji 参宿pierwotnie określoną trzech gwiazd w pas Oriona . Ta konstelacja została ostatecznie rozszerzona do dziesięciu gwiazd, ale wcześniejsza nazwa utknęła. W Japonii klan Taira lub Heike przyjął Betelgeuse i jej czerwony kolor jako swój symbol, nazywając gwiazdę Heike-boshi (平家星), podczas gdy klan Minamoto lub Genji wybrał Rigel i jego biały kolor. Dwie potężne rodziny stoczyły legendarną wojnę w historii Japonii, gwiazdy widziane jako zwrócone do siebie i trzymane tylko przez Pas.

W tradycji Tahiti Betelgeuse była jednym z filarów podtrzymujących niebo, znanym jako Anâ-varu , filar, przy którym można było siedzieć. Nazywano go również Ta'urua-nui-o-Mere „Wielkie święto w rodzicielskich tęsknotach”. Hawajskie określenie to Kaulua-koko „błyszcząca czerwona gwiazda”. W Lakandonowie Ameryki Środkowej wiedział jak Chak tulix „czerwonego motyla”.

Astronomiczny pisarz Robert Burnham Jr. zaproponował termin padparadaschah, który oznacza rzadki pomarańczowy szafir w Indiach, jako gwiazdę.

Mitologia

Z historii astronomii ściśle związanego z mitologii i astrologii przed rewolucją naukową , czerwona gwiazda, podobnie jak planeta Mars , który wywodzi swoją nazwę od rzymskiego boga wojny , został ściśle powiązany z wojennego archetypu podboju przez tysiąclecia, a co za tym idzie , motyw śmierci i odrodzenia. Inne kultury stworzyły różne mity. Stephen R. Wilk zaproponował, że konstelacja Oriona mogła reprezentować grecką mitologiczną postać Pelopsa , który kazał wykonać dla niego sztuczne ramię z kości słoniowej, z ramieniem Betelgeuse, którego kolor przypomina czerwono-żółty połysk kości słoniowej.

Aborygeni z Wielkiej Pustyni Wiktorii w Australii Południowej włączyli Betelgeuzę do swoich ustnych tradycji jako klub Nyeeruna (Orion), który wypełnia się magią ognia i rozprasza się przed powrotem. Zostało to zinterpretowane jako pokazanie, że wcześni aborygeńscy obserwatorzy byli świadomi zmian jasności Betelgeuse. Mieszkańcy Wardamanu z północnej Australii znali gwiazdę jako Ya-jungin „ Płynące oczy sowy”, jej zmienne światło oznaczało przerywane oglądanie ceremonii prowadzonych przez Przywódcę Czerwonego Kangura Rigela. W mitologii południowoafrykańskiej Betelgeuse była postrzegana jako lew rzucający drapieżne spojrzenie na trzy zebry reprezentowane przez Pas Oriona .

W obu Amerykach Betelgeuse oznacza odciętą kończynę postaci ludzkiej (Orion) – Taulipang z Brazylii zna konstelację jako Zililkawai, bohater, którego noga została odcięta przez żonę, ze zmiennym światłem Betelgeuse związanym z odcięciem kończyna. Podobnie, lud Lakota w Ameryce Północnej postrzega go jako wodza, któremu odcięto rękę.

Sanskrycka nazwa Betelgeuse to ardrā „wilgotny”, tytułowy od księżycowej rezydencji Ardra w astrologii hinduskiej . Rigvedic Bóg burz Rudra przewodniczył gwiazdy; Stowarzyszenie to zostało połączone przez XIX-wiecznego entuzjastę gwiazd Richarda Hinckleya Allena z burzliwą naturą Oriona. Konstelacje w macedońskim folklorze reprezentowały przedmioty rolnicze i zwierzęta, odzwierciedlając ich wiejski styl życia. Dla nich Betelgeuse była Orachem „oracz”, obok reszty Oriona, która przedstawiała pług z wołami. Powstanie Betelgeuse około 3 nad ranem późnym latem i jesienią oznaczało, że wieśniacy wyruszyli na pola i orali. Dla Eskimosów pojawienie się Betelgeuse i Bellatrix wysoko na południowym niebie po zachodzie słońca oznaczało początek wiosny i wydłużenie dni pod koniec lutego i na początku marca. Dwie gwiazdy były znane jako Akuttujuuk „te (dwie) umieszczone daleko od siebie”, nawiązując do odległości między nimi, głównie do ludzi z North Baffin Island i Półwyspu Melville.

Przeciwne lokalizacje Oriona i Skorpiona wraz z odpowiadającymi im jasnoczerwonymi gwiazdami zmiennymi Betelgeuse i Antares zostały odnotowane przez starożytne kultury na całym świecie. Ustawienie Oriona i powstanie Scorpiusa oznaczają śmierć Oriona przez skorpiona. W Chinach oznaczają braci i rywali Shen i Shang. Batak Sumatry oznaczone ich nowy rok z pierwszego nowiu po zatonięciu z Pasa Oriona poniżej horyzontu, w którym momencie Betelgeza pozostał „jak ogon koguta”. Pozycje Betelgeuse i Antares na przeciwległych krańcach nieba uznano za znaczące, a ich konstelacje postrzegano jako parę skorpionów. Dni Skorpiona oznaczały noce, w których można było zobaczyć obie konstelacje.

W kulturze popularnej

Jako jedna z najjaśniejszych i najbardziej znanych gwiazd, Betelgeuse pojawiła się w wielu utworach beletrystycznych. Niezwykła nazwa gwiazdy zainspirowała tytuł filmu Sok z żuka z 1988 roku , nawiązując do tytułowego antagonisty, a scenarzysta Michael McDowell był pod wrażeniem tego, jak wielu ludzi nawiązało ten związek. W popularnej serii science fiction Autostopem przez galaktykę przez Douglasa Adamsa , Ford Prefekt był z „małej planety gdzieś w okolicach Betelgezy”.

Na cześć gwiazdy nazwano dwa okręty amerykańskiej marynarki wojennej, oba z czasów II wojny światowej, USS  Betelgeuse  (AKA-11) zwodowany w 1939 roku i USS  Betelgeuse  (AK-260) zwodowany w 1944 roku. W 1979 roku francuski supertankowiec o nazwie Betelgeuse został zacumowany na wyspie Whiddy, podczas której eksplodował ropę, zabijając 50 osób w jednej z najgorszych katastrof w historii Irlandii.

Dave Matthews Band utwór " Black and Blue Bird " referencje gwiazda. Blur piosenka „Far Out” z ich 1994 albumu Parklife wspomina Betelgezę w swoich tekstach.

Philip Larkin poemat "The North Ship", znajdujący się w kolekcji o tej samej nazwie , referencje gwiazda w rozdziale zatytułowanym "powyżej 80 ° N", który brzmi:

„Kobieta ma dziesięć pazurów” /

Śpiewał pijany bosman; / Dalej niż Betelgeuse, / Bardziej błyskotliwy niż Orion / Albo planety Wenus i Mars, / Gwiazda płonie na oceanie; / 'Kobieta ma dziesięć pazurów' /

Śpiewał pijany bosman.

Humbert Wolfe napisał wiersz o Betelgeuse, do którego muzykę ułożył Gustav Holst .

Tabela oszacowań średnicy kątowej

Ta tabela zawiera niewyczerpującą listę pomiarów kątowych przeprowadzonych od 1920 r. Zawarta jest również kolumna zawierająca aktualny zakres promieni dla każdego badania w oparciu o najnowsze oszacowanie odległości Betelgeuse (Harper i in. )197 ± 45 szt .

Zobacz też

• Lista gwiazd w Orionie

Przypisy

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• Obrazowanie powierzchni Betelgeuse za pomocą COAST i obrazów interferometrycznych WHT wykonanych przy różnych długościach fal.
• Bliska, średnia i daleka podczerwień zarchiwizowane 29 kwietnia 2020 r. na stronie Wayback Machine Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) pokazującej obrazy na różnych długościach fal.
• Zdjęcia APOD-u :

1. Mars and Orion Over Monument Valley Skyscape pokazuje względną jasność Betelgeuse i Rigel.
2. Orion: Podejdź do stóp Zapierający dech w piersiach widok na kompleks chmur molekularnych Oriona od Rogelio Bernal Andreo.
3. The Spotty Surface of Betelgeuse Zrekonstruowany obraz przedstawiający dwa gorące punkty, prawdopodobnie komórki konwekcyjne.
4. Symulowana „Gwiazda w pudełku” Freytaga Supergiant Star ilustrująca naturę „potwornych granulek” Betelgeuse.
5. Dlaczego gwiazdy migoczą Zdjęcie Betelgeuse pokazujące efekt migotania atmosfery w teleskopie.

• Film o czerwonym nadolbrzymu Numeryczna symulacja czerwonego nadolbrzyma, takiego jak Betelgeuse.