Спутник Бетельгейзе, возможно, искажает атмосферу звезды

Подробно

Что именно увидели астрономы в атмосфере Бетельгейзе?

Исследователи получили чёткие радиоснимки диска Бетельгейзе с помощью радиотелескопов Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) и Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Наблюдения шли на семи частотах от 22 до 485 ГГц, то есть на длинах волн примерно от 1,36 см до 0,62 мм. Данные охватывают 2021-2026 годы: ALMA работала в сентябре 2021 и августе 2023 года, VLA - в сентябре 2023, октябре 2024 и апреле 2026 года.

Разные частоты показывают разные высоты: высокие - слои ближе к видимой поверхности, низкие - внешнюю атмосферу. Астрономы изучили область примерно от 1,2 до 2,6 радиуса звезды.

Яркостная температура атмосферы снижается от примерно 3500 К на расстоянии 2,7 радиуса звезды до 2220 ± 220 К на расстоянии около 1,2 радиуса. Это холоднее принятой температуры поверхности (3476-3650 К) более чем на 1200 К. Холодный слой совпадает по радиусу и температуре с ранее известной по инфракрасным данным молекулярной оболочкой MOLsphere.

На частотах 22 и 44 ГГц температура после рекордно низких значений августа 2019 года вернулась в обычный диапазон. Это не значит, что звезда полностью восстановилась после Великого потускнения: статья отмечает возможные изменения плотности атмосферы и сохраняющиеся перемены в пульсациях и хромосфере.

Как форма атмосферы связана с орбитой спутника?

Радиоизлучающая область Бетельгейзе почти везде лишь слегка вытянута: обычно эллиптичность составляет около 10% или меньше. В октябре 2024 года, когда расчётное удаление спутника на небе составляло 46,8 миллисекунды дуги, эллиптичность на 22 и 44 ГГц достигала 0,104 ± 0,002 и 0,104 ± 0,003. А 4 апреля 2026 года, около расчётной фазы прохождения спутника перед звездой или за ней (смещение 12,0 миллисекунды дуги), на 22 ГГц она упала до 0,016 ± 0,001: атмосфера стала почти круглой.

Вместе с тремя прежними измерениями это даёт закономерность: вытянутость растёт около фаз наибольшего отклонения спутника от звезды (0,25 и 0,75 орбитального периода) и приближается к нулю при прохождении перед звездой и затмении (фазы 0 и 0,5).

По принятой авторами эфемериде орбита Siwarha имеет большую полуось около 2,3 радиуса Бетельгейзе, то есть спутник движется внутри её радиоатмосферы. Matthews объясняет: «Этот спутник обращается так близко к звезде, что проходит сквозь её протяжённую атмосферу».

Главный автор работы Lynn Matthews добавляет: «Именно сочетание великолепных данных NSF VLA и ALMA дало нам убедительный результат. Тот факт, что с помощью этих инструментов мы можем разрешать диски близких звёзд, поразителен».

Авторы статьи формулируют вывод осторожно: корреляция указывает, что спутник «действительно может заметно влиять» на плотность, структуру, температуру и другие свойства внешней атмосферы. Они допускают два механизма: изменение ионизации и/или динамическое возмущение. Данные пока не позволяют выбрать между ними, а называть возмущение чисто гравитационным нельзя.

Доказано ли, что Siwarha существует и меняет атмосферу?

Нет, окончательных доказательств пока нет. Siwarha не видна на радиоснимках: по расчётам её излучение (около 0,1 мкЯн на 44 ГГц и 11 мкЯн на 485 ГГц) слабее чувствительности наблюдений. Не нашли и локальных пятен или перепадов яркости вблизи расчётного положения спутника.

Главные ограничения работы - малое и неравномерное число наблюдений на разных частотах и фазах орбиты, а также зависимость вывода от принятой эфемериды. Кроме того, ориентация вытянутости атмосферы заметно меняется с частотой. Авторы предполагают трёхмерное возмущение, но это пока не проверено. Для дальнейшей проверки они требуют новых наблюдений на широком диапазоне частот и фаз. Для уточнения температурного минимума предлагают снимки ALMA в диапазонах 9-10.

Независимых комментариев именно к этой статье найти не удалось. В пресс-материале NRAO формулировки сильнее, чем в самой статье, поэтому за основу взяты выводы авторов.

Что известно о спутнике Бетельгейзе и почему о нём спорят?

После Великого потускнения 2019-2020 годов, когда блеск звезды упал более чем на две трети, учёные активно изучают её поведение. В декабре 2024 года два исследования объяснили длинный цикл Бетельгейзе около 2100 дней близким спутником. Анализ лучевых скоростей за более чем сто лет дал период 2109 ± 9 суток и массу 0,60 ± 0,17 массы Солнца, но тогда доказательства считались косвенными.

28 июля 2026 года ESO сообщила о наиболее уверенном прямом изображении вероятного спутника на телескопе VLT, полученном 6 декабря 2024 года. Значимость сигнала составила 6,1σ, разделение - 52,32 ± 0,18 миллисекунды дуги, а при предположении об общем возрасте звёзд масса оценена в 2,6-3,1 массы Солнца. Это заметно расходится с оценкой 2024 года, так что природа спутника остаётся спорной.

Астроном Miguel Montargès из Observatoire de Paris - PSL, руководитель независимой группы прямого наблюдения, говорит: «Чтобы быть уверенными, что спутник действительно существует, нам нужно ещё через год наблюдать его по другую сторону звезды, но сомнений почти не остаётся».

Профессор Университета Вашингтона Emily Levesque, не участвовавшая в этих исследованиях, называла спутник самым простым и элегантным объяснением совокупности данных, но подчёркивала, что решающим станет уверенное прямое изображение. Эта оценка относится к гипотезе о спутнике в целом, а не к новой радиоастрономической статье.