Прихована зірка спотворює атмосферу Бетельгейзе радіоспостереженнями

04 листопада 2026 р. 23:42

04 листопада 2026 р. 23:42

Одна з найвідоміших зірок нічного неба, червоний надгігант Бетельгейзе в сузір’ї Оріона, виявилася не такою спокійною, як здавалося. Нові радіоспостереження свідчать, що її роздута атмосфера зазнає впливу прихованої зорі-компаньйона, названої Сіварга. За даними команди, результати вказують, що менша й гарячіша зірка буквально «прорізає» зовнішні шари Бетельгейзе, збурюючи газ і ледь помітно витягуючи надгіганта.

Про дослідження повідомляє обсерваторія ALMA, на яку посилається ScienceDaily .

Що відбувається в атмосфері Бетельгейзе

Астрономи зафіксували тонкі зміни форми Бетельгейзе на радіохвилях. Це виглядає так, ніби щось рухається крізь її зовнішні шари й збурює газ, подібно до невидимого гостя, який шумить усередині будинку.

Нові дані вказують на головного «підозрюваного» — зорю-компаньйона Сіваргу, виявлену лише кілька років тому. Вона, за оцінками, рухається настільки близько до Бетельгейзе, що її орбіта проходить прямо крізь розширену атмосферу надгіганта.

Бетельгейзе давно привертає увагу астрономів, але особливо гучною стала в 2019–2020 роках, коли її яскравість раптово впала до найнижчого рівня за понад століття. Ця подія, відома як «Велике потьмяніння», породила запитання про внутрішні процеси в старіючій зорі.

Нові спостереження за допомогою радіоінтерферометрів Національного наукового фонду США Karl G. Jansky Very Large Array (NSF VLA) та комплексу Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) показали, що зовнішня атмосфера Бетельгейзе загалом повернулася до звичного стану. Водночас ці вимірювання дали свіжі докази того, що поруч діє компаньйон, який фізично збурює газові шари надгіганта.

Як вивчали надгіганта на радіохвилях

Дослідження очолила Лінн Д. Меттьюз (Lynn D. Matthews) з обсерваторії MIT Haystack у співпраці з науковцями Центру астрофізики | Гарвард і Смітсонівський інститут, Університету Манчестера та Європейської південної обсерваторії.

Команда проаналізувала спостереження, зібрані між 2021 і 2026 роками на семи радіочастотах від 22 до 485 ГГц. Різні частоти дозволяють «заглядати» на різну глибину в атмосферу зорі. Об’єднавши дані двох телескопів, дослідники відновили структуру зовнішніх шарів Бетельгейзе — від області одразу над видимою поверхнею до відстаней у кілька радіусів зорі.

За словами Меттьюз, саме поєднання високоякісних даних VLA та ALMA дало переконливий результат і дозволило безпосередньо розрізнити диски такої близької зорі, як Бетельгейзе.

Після «Великого потьмяніння» атмосфера потеплішала

Нові вимірювання також допомагають зрозуміти, як змінилася Бетельгейзе після незвичайного згасання. За кілька місяців до «Великого потьмяніння», коли зоря викинула колосальну масу речовини, попереднє дослідження під керівництвом Меттьюз виявило аномально низькі температури в атмосфері на радіохвилях.

Тоді вчені припускали, що бурхлива конвекція в глибинах зорі могла породити ударну хвилю, яка вийшла назовні й збурила газ, сприяючи потужному викиду речовини. Цей викид згодом утворив пил, що частково закрив Бетельгейзе від наших очей.

Тепер радіоспостереження показують, що атмосфера знову нагрілася до значень, ближчих до звичайних для цієї зорі. На відстані приблизно 2,7 радіуса Бетельгейзе газ має яскравісну температуру близько 3500 К , що порівнянно з температурою її видимої поверхні.

Несподівано холодний шар — «молсфера»

Дослідники також підтвердили особливий шар, про який давно підозрювали: область незвично холодного газу між видимою поверхнею Бетельгейзе та вищим шаром атмосфери — хромосферою.

Використовуючи ALMA на найвищих частотах, команда змогла зазирнути ближче до поверхні, ніж це вдавалося попереднім радіоспостереженням. Виявилося, що температура там падає до приблизно 2200 К — більш ніж на тисячу градусів нижче за температуру фотосфери.

Цей холодний шар відповідає так званій «молсфері» (MOLsphere) — області, багатій на молекулярний газ, яку раніше в основному вивчали в інфрачервоному діапазоні. Нові радіовимірювання дають значно пряміший погляд на цю невловиму частину атмосфери Бетельгейзе та підтверджують давно очікуваний «мінімум температури».

Сіварга — зоря, що проходить крізь атмосферу гіганта

Найцікавіша частина роботи стосується Сіварги — меншої зорі, яка, ймовірно, обертається надзвичайно близько до Бетельгейзе. Її існування вперше запропонували у 2024 році, щоб пояснити дивний цикл зміни яскравості Бетельгейзе з періодом близько 2100 днів . Згодом прямі зображення та спектроскопічні спостереження додатково підтримали цю гіпотезу.

Назва Сіварга підкреслює зв’язок із Бетельгейзе: ім’я надгіганта походить від арабського виразу «рука аль-Джауза», тоді як Сіварга означає «її браслет».

За оцінками, орбіта Сіварги проходить на відстані лише близько двох радіусів Бетельгейзе. Це настільки близько, що компаньйон фактично рухається всередині розширеної атмосфери надгіганта. Коли Сіварга просувається крізь газ, вона може створювати збурення, подібні до сліду від швидкого човна на воді. Ці «хвилі» в атмосфері й фіксують астрономи, хоча сама зоря надто тьмяна, щоб побачити її на радіохвилях.

Розрахунки показують, що Сіварга, ймовірно, у десятки або навіть сотні разів слабша за межу чутливості зібраних радіоданих. Тому дослідники шукали непрямі сліди її впливу — насамперед у формі атмосфери Бетельгейзе.

Еліптична форма як підпис прихованого компаньйона

Команда виявила, що на радіохвилях Бетельгейзе не завжди виглядає ідеально круглою. Час від часу її атмосфера набуває трохи витягнутої, овальної форми. Важливо, що моменти такої деформації збігаються з положенням Сіварги, яке очікується за моделлю її орбіти.

Щоб перевірити цей зв’язок, дослідники вимірювали, наскільки форма атмосфери відхиляється від кола (еліптичність) у спостереженнях, зроблених у різні дні. Виявилося, що Бетельгейзе виглядає більш витягнутою тоді, коли Сіварга має бути на найбільшому видимому віддаленні від надгіганта. Коли ж компаньйон проходить перед Бетельгейзе або за нею з нашої точки зору, атмосфера здається круглішою.

Такий зв’язок є переконливим свідченням того, що менша зоря впливає на форму зовнішніх шарів Бетельгейзе гравітацією та своїм рухом крізь газ. Це схоже на ситуацію, коли ми бачимо кола на воді, хоча не можемо безпосередньо розгледіти те, що їх створило.

Попри те, що Сіварга досі занадто тьмяна для прямого виявлення на радіохвилях, зміни форми атмосфери Бетельгейзе можуть слугувати своєрідним «трекером» її руху навколо більшої зорі.

Що дадуть майбутні спостереження

Астрономи наголошують, що для остаточного підтвердження зв’язку між орбітою Сіварги та атмосферними збуреннями потрібні додаткові дані. Особливо важливими будуть спостереження, які охоплять більшу частину орбітального циклу компаньйона та частоти радіохвиль, що досі вивчені слабко.

У майбутньому ситуацію може суттєво прояснити новий радіомасив Next Generation Very Large Array, який зараз розробляється. Очікується, що він значно полегшить детальні дослідження найближчих зір і їхніх атмосфер.

Такі спостереження допоможуть краще зрозуміти, як зорі-компаньйони впливають на масивних сусідів і як старіючі червоні надгіганти втрачають речовину на фінальних етапах свого життя. Це, у свою чергу, важливо для пояснення складних процесів еволюції гігантських зір на кшталт Бетельгейзе.

Наука