Используя Очень Большой Телескоп-Интерферометр, астрономы Европейской Южной обсерватории (ESO) впервые в истории астрономии построили детальное изображение поверхности звезды Антарес – красного сверхгиганта. Кроме того, получена первая карта скоростей вещества в атмосфере звезды – ранее такие карты строились только для Солнца. Выявлены неожиданно обширные турбулентные области в мощной протяженной атмосфере Антареса. Результат опубликован в журнале Nature, кратко о нем рассказывается в пресс-релизе ESO.
Знаменитая ярко-красная звезда Антарес сияет в сердце созвездия Скорпиона. Антарес – красный сверхгигант, огромная и сравнительно холодная звезда на поздней стадии эволюции; в будущем ей суждено превратиться в сверхновую. Сейчас масса Антареса около 12 Солнц, а диаметр примерно в 700 раз больше, чем у Солнца. По оценкам, начальная масса Антареса была около 15 солнечных: три массы Солнца было выброшено звездой за время ее существования.
Фото: ESO/K. Ohnaka
Группа исследователей под руководством Кейити Онака (Keiichi Ohnaka) из Северного Католического университета (Universidad Católica del Norte) в Чили при помощи Очень Большого Телескопа-Интерферометра ESO (VLTI) в чилийской обсерватории Параналь построила карту поверхности Антареса и измерила движения поверхностных слоев вещества звезды. Это лучшее из всех до сих пор полученных изображений поверхности и атмосферы звезды – если, конечно, не считать Солнца.
VLTI – уникальный инструмент, в котором складываются световые потоки от отдельных телескопов комплекса VLT, то есть от двух до всех четырех 8.2-метровых «юнитов» – Основных телескопов, или от такого же количества Вспомогательных телескопов меньшего размера, в результате чего образуется виртуальный телескоп с эквивалентным диаметром зеркала до 200 метров. Этот метод позволяет разрешать в изображении детали значительно меньшего углового размера, чем это возможно с каждым из телескопов по отдельности.
«Более полувека было неясно, как именно у таких звезд, как Антарес, на последних стадиях их эволюции происходит столь быстрая потеря массы, – говорит Кейити Онака, основной автор работы. – VLTI – единственный инструмент, с которым можно напрямую измерить движения газа в протяженной атмосфере Антареса, то есть, сделать принципиальный шаг в решении этой проблемы. Следующая задача – понять, что именно эти турбулентные движения вызывает».
Выполнив эти измерения, астрономы построили первую двумерную карту скоростей в атмосфере звезды, отличной от Солнца. Для этого они использовали VLTI в комплектации из трех Вспомогательных телескопов, а также приемник AMBER для получения индивидуальных изображений поверхности Антареса в узком диапазоне инфракрасных волн. По этим данным ученые вычислили разности между скоростями атмосферного газа в различных точках звезды и среднюю скорость по всей ее поверхности. В результате получилась карта относительных скоростей газа в атмосфере по диску Антареса – первая такая карта, полученная не для Солнца.
Исследователи нашли турбулентный газ низкой плотности на значительно больших, чем предсказывалось, расстояниях от поверхности звезды. Они заключили, что эти движения газа не могут быть обусловлены конвекцией, то есть крупномасштабными перемещениями вещества при переносе энергии из ядра звезды в ее внешнюю атмосферу, как это происходит во многих звездах. Для объяснения движений вещества в протяженных атмосферах красных сверхгигантов, каким является Антарес, возможно, понадобится новый, пока неизвестный механизм.
«В будущем этот метод наблюдений может быть применен к исследованиям поверхностей и атмосфер различных типов звезд с беспрецедентной детализацией. Пока такие измерения были возможны только на Солнце, – заключает Онака. – Наша работа открывает перед звездной астрофизикой новые горизонты, совершенно новое направление в наблюдениях звезд».
