Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen het oppervlak van de rode superreus Betelgeuze in detail in kaart gebracht. De waarnemingen onthullen een onregelmatige, niet-sferische vorm met diverse hotspots waar het gas aanzienlijk warmer is dan de omgeving.
Een belangrijke ontdekking is dat een van deze hotspots al sinds 2015 op vrijwel dezelfde plek zichtbaar is. Dit is opmerkelijk omdat dit veel langer is dan de levensduur van convectieve structuren die huidige wetenschappelijke modellen voorspellen. Deze structuren worden waarschijnlijk veroorzaakt door heet gas dat vanuit diepere lagen opstijgt en schokgolven genereert in de buitenste atmosfeer. Hoewel er mogelijk een verband is met een begeleidende ster, is dit nog niet definitief vastgesteld. Deze inzichten zijn cruciaal voor het begrijpen van de laatste fasen van de ster voordat deze uiteindelijk als supernova zal exploderen.
ALMA onthult langdurige hotspots op het kolkende oppervlak van Betelgeuze
Een opmerkelijk gedetailleerde afbeelding, verkregen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), onthult het ongelijkmatige oppervlak van Betelgeuze, de beroemde rode superreus in het sterrenbeeld Orion. De waarnemingen tonen heldere hotspots en een onregelmatige, gegolfde omtrek die is gevormd door de enorme bewegingen die zich binnen de ster afspelen.
Betelgeuze bevindt zich op ongeveer 600 lichtjaar van de aarde en is een van de dichtstbijzijnde rode superreuzen. De ster heeft een straal die ongeveer 800 keer zo groot is als die van de zon. Dankzij deze immense omvang is het voor ALMA mogelijk om structuren in de atmosfeer op te lossen die bij de meeste andere sterren verborgen zouden blijven.
De observaties
De nieuwe waarnemingen werden in 2023 uitgevoerd met ALMA in de configuratie met de langste basislijn, waardoor een resolutie van ongeveer zeven millibogenseconden werd behaald. De data onthullen een atmosfeer met een gemiddelde temperatuur van rond de 2300 K en ten minste twee warmere regio's, ten noordoosten en zuidwesten van de stelschijf. De helderste hotspot is tot wel 800 K warmer dan het omringende gas.
Oorzaken en bevindingen
Men vermoedt dat deze structuren gekoppeld zijn aan enorme convectieve bewegingen binnenin Betelgeuze. Heet gas dat uit diepere lagen opstijgt, kan schokgolven genereren zodra het de buitenste atmosfeer van de ster bereikt, wat resulteert in de heldere en ongelijkmatige kenmerken die door ALMA zijn gedetecteerd.
Eén bevinding verraste de onderzoekers in het bijzonder. Wanneer zij de waarnemingen uit 2023 vergeleken met vergelijkbare ALMA-data uit 2015, bleek de prominente noordoostelijke hotspot zich op bijna dezelfde locatie te bevinden en een vergelijkbare intensiteit te hebben. Dit suggereert dat dit kenmerk ten minste zeven jaar is blijven voortbestaan — aanzienlijk langer dan de levensduur van grote convectieve structuren die door huidige modellen wordt voorspeld.
Een onregelmatig oppervlak
Het oppervlak zelf is verre van sferisch. ALMA mat variaties van tot wel zes procent in de schijnbare straal, terwijl zwakkere emissies zich over meerdere sterrenstralen in de atmosfeer van Betelgeuze uitstrekken. Waarnemingen van moleculen, waaronder siliciummonoxide (SiO) en koolmonoxide (CO), onthullen een nog onregelmatigere en klonterige omgeving rond de ster.
Ook de oriëntatie van de langdurige hotspots is intrigerend in het licht van recent bewijs voor een nauwe begeleider van Betelgeuze, hoewel de waarnemingen geen direct verband vaststellen. Voortdurende hoge-resolutie waarnemingen met ALMA zouden kunnen uitwijzen of de hotspots gefixeerd blijven en hoe zij zich verhouden tot convectie, massaverlies en de structuur van de uitgebreide atmosfeer van de ster.
De toekomst van Betelgeuze
Betelgeuze nadert de laatste fasen van zijn evolutie en zal uiteindelijk exploderen als een supernova. "Het uiteindelijke lot als supernova maakt het fascinerend om te weten hoe de ster er nu eigenlijk uitziet," aldus hoofdauteur Bill Dent, astronoom bij ESO.
***
Afbeelding
Een kolkende Betelgeuze – Deze ALMA-afbeelding toont het submillimeter-oppervlak van Betelgeuze, waarbij de onregelmatige vorm en regio's met heter gas zichtbaar worden. De helderste hotspot, in het noordoosten van de ster, verschijnt op bijna dezelfde locatie in ALMA-waarnemingen met een tussenpoos van meer dan zeven jaar. Dit suggereert dat sommige structuren in de atmosfeer van Betelgeuze aanzienlijk langer kunnen overleven dan voorspeld door huidige modellen van stellaire convectie. Credits: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Dent et al.
***
Aanvullende informatie
Dit bericht is gebaseerd op het origineel gepubliceerd door de European Southern Observatory (ESO), een ALMA-partner namens Europa.
De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is een internationale astronomische faciliteit en een partnerschap tussen de European Southern Observatory (ESO), de Amerikaanse National Science Foundation (NSF) en de National Institutes of Natural Sciences (NINS) van Japan, in samenwerking met de Republiek Chili. ALMA wordt gefinancierd door ESO namens haar lidstaten, door NSF in samenwerking met de National Research Council of Canada (NRC) en de National Science and Technology Council (NSTC) in Taiwan, en door NINS in samenwerking met de Academia Sinica (AS) in Taiwan en het Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).
De constructie en exploitatie van ALMA worden geleid door ESO namens haar lidstaten; door het National Radio Astronomy Observatory (NRAO), beheerd door Associated Universities, Inc. (AUI), namens Noord-Amerika; en door het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) namens Oost-Azië. Het Joint ALMA Observatory (JAO) zorgt voor de gezamenlijke leiding en het beheer van de constructie, inbedrijfstelling en exploitatie van ALMA.
ALMA onthult langdurige hotspots op het kolkende oppervlak van Betelgeuze
Een opmerkelijk gedetailleerde afbeelding, verkregen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), onthult het ongelijkmatige oppervlak van Betelgeuze, de beroemde rode superreus in het sterrenbeeld Orion. De waarnemingen tonen heldere hotspots en een onregelmatige, gegolfde omtrek die is gevormd door de enorme bewegingen die zich binnen de ster afspelen.
Betelgeuze bevindt zich op ongeveer 600 lichtjaar van de aarde en is een van de dichtstbijzijnde rode superreuzen. De ster heeft een straal die ongeveer 800 keer zo groot is als die van de zon. Dankzij deze immense omvang is het voor ALMA mogelijk om structuren in de atmosfeer op te lossen die bij de meeste andere sterren verborgen zouden blijven.
De observaties
De nieuwe waarnemingen werden in 2023 uitgevoerd met ALMA in de configuratie met de langste basislijn, waardoor een resolutie van ongeveer zeven millibogenseconden werd behaald. De data onthullen een atmosfeer met een gemiddelde temperatuur van rond de 2300 K en ten minste twee warmere regio's, ten noordoosten en zuidwesten van de stelschijf. De helderste hotspot is tot wel 800 K warmer dan het omringende gas.
Oorzaken en bevindingen
Men vermoedt dat deze structuren gekoppeld zijn aan enorme convectieve bewegingen binnenin Betelgeuze. Heet gas dat uit diepere lagen opstijgt, kan schokgolven genereren zodra het de buitenste atmosfeer van de ster bereikt, wat resulteert in de heldere en ongelijkmatige kenmerken die door ALMA zijn gedetecteerd.
Eén bevinding verraste de onderzoekers in het bijzonder. Wanneer zij de waarnemingen uit 2023 vergeleken met vergelijkbare ALMA-data uit 2015, bleek de prominente noordoostelijke hotspot zich op bijna dezelfde locatie te bevinden en een vergelijkbare intensiteit te hebben. Dit suggereert dat dit kenmerk ten minste zeven jaar is blijven voortbestaan — aanzienlijk langer dan de levensduur van grote convectieve structuren die door huidige modellen wordt voorspeld.
Een onregelmatig oppervlak
Het oppervlak zelf is verre van sferisch. ALMA mat variaties van tot wel zes procent in de schijnbare straal, terwijl zwakkere emissies zich over meerdere sterrenstralen in de atmosfeer van Betelgeuze uitstrekken. Waarnemingen van moleculen, waaronder siliciummonoxide (SiO) en koolmonoxide (CO), onthullen een nog onregelmatigere en klonterige omgeving rond de ster.
Ook de oriëntatie van de langdurige hotspots is intrigerend in het licht van recent bewijs voor een nauwe begeleider van Betelgeuze, hoewel de waarnemingen geen direct verband vaststellen. Voortdurende hoge-resolutie waarnemingen met ALMA zouden kunnen uitwijzen of de hotspots gefixeerd blijven en hoe zij zich verhouden tot convectie, massaverlies en de structuur van de uitgebreide atmosfeer van de ster.
De toekomst van Betelgeuze
Betelgeuze nadert de laatste fasen van zijn evolutie en zal uiteindelijk exploderen als een supernova. "Het uiteindelijke lot als supernova maakt het fascinerend om te weten hoe de ster er nu eigenlijk uitziet," aldus hoofdauteur Bill Dent, astronoom bij ESO.
***
Afbeelding
Een kolkende Betelgeuze – Deze ALMA-afbeelding toont het submillimeter-oppervlak van Betelgeuze, waarbij de onregelmatige vorm en regio's met heter gas zichtbaar worden. De helderste hotspot, in het noordoosten van de ster, verschijnt op bijna dezelfde locatie in ALMA-waarnemingen met een tussenpoos van meer dan zeven jaar. Dit suggereert dat sommige structuren in de atmosfeer van Betelgeuze aanzienlijk langer kunnen overleven dan voorspeld door huidige modellen van stellaire convectie. Credits: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Dent et al.
***
Aanvullende informatie
Dit bericht is gebaseerd op het origineel gepubliceerd door de European Southern Observatory (ESO), een ALMA-partner namens Europa.
De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is een internationale astronomische faciliteit en een partnerschap tussen de European Southern Observatory (ESO), de Amerikaanse National Science Foundation (NSF) en de National Institutes of Natural Sciences (NINS) van Japan, in samenwerking met de Republiek Chili. ALMA wordt gefinancierd door ESO namens haar lidstaten, door NSF in samenwerking met de National Research Council of Canada (NRC) en de National Science and Technology Council (NSTC) in Taiwan, en door NINS in samenwerking met de Academia Sinica (AS) in Taiwan en het Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).
De constructie en exploitatie van ALMA worden geleid door ESO namens haar lidstaten; door het National Radio Astronomy Observatory (NRAO), beheerd door Associated Universities, Inc. (AUI), namens Noord-Amerika; en door het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) namens Oost-Azië. Het Joint ALMA Observatory (JAO) zorgt voor de gezamenlijke leiding en het beheer van de constructie, inbedrijfstelling en exploitatie van ALMA.
Groetjes,