Billedtekst: Overfladen af Betelgeuse i næsten infrarød ved 1,64 mikron i bølgelængde opnået med IOTA-interferometer (Arizona). Kredit: Copyright 2010 Haubois / Perrin (LESIA, Observatoire de Paris)
Et internationalt team af astronomer har fået et hidtil uset billede af overfladen på den røde supergiant Betelgeuse i stjernebilledet Orion. Billedet afslører tilstedeværelsen af to gigantiske lyspunkter, der dækker en stor del af overfladen. Deres størrelse svarer til afstanden mellem Jorden og Solen. Denne observation giver den første stærke og direkte indikation af tilstedeværelsen af konvektionsfænomenet, transport af varme ved bevægende stof, i en anden stjerne end Solen. Dette resultat giver en bedre forståelse af strukturen og udviklingen af supergiganter.
Betelgeuse er en rød supergiant beliggende i stjernebilledet Orion og er meget forskellig fra vores sol. For det første er det en enorm stjerne. Hvis det var midten af vores solsystem, ville det udvide til Jupiters bane. Ved 600 gange større end vores sol udstråler den cirka 100.000 gange mere energi. Derudover nærer Betelgeuse-stjernen med en alder på kun et par millioner år allerede slutningen af sit liv og er snart dømt til at eksplodere som en supernova. Når det sker, skal supernovaen let ses fra Jorden, selv i bred dagslys.
Men vi ved nu, at Betelgeuse har nogle ligheder med Solen, da det også har solflekker. Overfladen har lyse og mørke pletter, som faktisk er regioner, der er varme og kolde pletter på stjernen. Pletterne vises på grund af konvektion, dvs. transport af varme med materielstrømme. Dette fænomen observeres hver dag i kogende vand. På solens overflade er disse pletter ret kendte og synlige. Det er dog slet ikke tilfældet for andre stjerner og især supergiganter. Størrelse, fysiske egenskaber og levetid for disse dynamiske strukturer forbliver ukendt.
Betelgeuse er et godt mål for interferometri, fordi dens størrelse og lysstyrke gør det lettere at observere. Samtidig brugte de tre teleskoper af det infrarøde optiske teleskoparray (IOTA) interferometer på Mount Hopkins i Arizona (siden fjernet), og Paris-observatoriet (LESIA) astronomerne kunne få en række højpræcisionsmålinger. Disse gjorde det muligt at rekonstruere et billede af stjerneoverfladen takket være to algoritmer og computerprogrammer.
To forskellige algoritmer gav det samme billede. Den ene blev oprettet af Eric Thiebaut fra det astronomiske forskningscenter i Lyon (CRAL) og det andet blev udviklet af Laurent Mugnier og Serge Meimon fra ONERA. Det endelige billede afslører stjernens overflade med hidtil usete detaljer, der aldrig er set før. To lyspunkter vises tydeligt ved siden af stjernens centrum.
Analysen af plettenes lysstyrke viser en variation på 500 grader sammenlignet med stjernens gennemsnitstemperatur (3.600 Kelvin). Den største af de to strukturer har en dimensionerækvivalent
til kvart af stjernediameteren (eller halvanden jord-solafstand). Dette markerer en klar forskel med Solen, hvor konvektionscellerne er meget finere og når næsten 1/20 af solradiusen (et par jordradiier). Disse egenskaber er forenelige med ideen om lysende pletter produceret ved konvektion. Disse resultater udgør en første stærk og direkte indikation af tilstedeværelsen af konvektion på overfladen af en anden stjerne end Solen.
Konvektion kunne spille en vigtig rolle i forklaringen af massetab-fænomenet og i den gigantiske gasstrøm, der udvises fra Betelgeuse. Sidstnævnte er blevet opdaget af et team ledet af Pierre Kervella fra Paris Observatorium (læs vores artikel om denne opdagelse). Konvektionsceller er potentielt ved oprindelsen af de varme gasudsprøjtninger.
Astronomerne siger, at denne nye opdagelse giver ny indsigt i supergiante stjerner, der åbner et nyt forskningsfelt.
Kilder: Abstrakt: arXiv, Paper: “Afbildning af den plettige overflade af Betelgeuse i H-båndet,” 2009, A&A, 508, 923 ″. Paris Observatorium
