Астрономы предложили новое объяснение затмений красных сверхгигантов.

Осенью 2019 года одна из самых ярких звезд в созвездии Ориона — Бетельгейзе — значительно потускнела. Затмение длилось до первой половины 2020 года, и астрономы выдвинули две гипотезы, объясняющие снижение яркости звезды на 35 процентов: охлаждение части поверхности сверхгиганта и облако пыли, выброшенное в результате потери массы.

В частности, исследование, опубликованное в журнале Nature, сосредоточено на сценарии с пылевым облаком, которое образовалось близко к поверхности. В другой статье, напротив, говорится, что для временного снижения яркости Бетельгейзе было достаточно «холодного» (хотя и не обязательно пылевого) газа. В общем, ученые по-прежнему рассматривают различные варианты затмений, характерные для подобных светил, так как последние нестабильны и находятся на завершающем этапе своего жизненного цикла.

Недавно команда астрономов под руководством Бернда Фрайтага (Bernd Freytag) из Уппсальского университета (Швеция) представила результаты глобального 3D-моделирования, подтверждающие роль холодного молекулярного газа и процесса конвекции в образовании временных затмений. Текст научной работы представлен в журнале Astronomy & Astrophysics.

Исследуя несколько сценариев, включая охлаждение поверхности звезд из-за потери тепловой энергии и интенсивного излучения, формирование бурлящих «пузырей» в результате конвекции и образование «дымки» молекулярного газа, исследователи пришли к выводу, что у звезд AGB типа режим «пульсации» чаще приводит к образованию «коконов» газа и пыли, которые закрывают почти всю фотосферу звезды. Такие затмения возникают периодически и выглядят эффектно.

У более массивных сверхгигантов (таких как Бетельгейзе) колебания яркости менее регулярны, что делает затмения более эпизодическими, однако они могут быть очень заметными при определенном сочетании конвекции и пульсаций.

Примечательно, что в любых случаях газ может быстро охлаждаться, что приводит к образованию большого количества молекул (TiO, H₂O и других), которые значительно увеличивают непрозрачность газа (способность поглощать свет). Именно поэтому на звездном диске эти «облака» выглядят как темные пятна.

Таким образом, астрономы пришли к выводу, что в верхних слоях атмосферы красных сверхгигантов может скапливаться достаточно прохладный газ, который блокирует свет из глубины фотосферы и образует темные области. Дальнейшие наблюдения в сочетании с компьютерным моделированием помогут ученым больше узнать о природе временных затемнений и способности таких звезд «прятать» часть светящегося слоя.