Ahli astronomi mempunyai cara baharu untuk mengkaji bintang: memanfaatkan satelit meteorologi yang mengorbit Bumi.
Itulah kesimpulan kertas baru yang membentangkan data baharu daripada satelit cuaca Jepun yang kebetulan memerhati bintang supergergasi merah Betelgeuse semasa tempoh pemalapan yang tidak dapat dijelaskan. Pemerhatian serendipitous boleh bermakna alat baru untuk ahli astronomi yang cuba memahami bagaimana bintang supergergasi merah kehilangan jisim dan akhirnya meletup sebagai supernova.
Bintang kedua paling terang dalam buruj Orion, Betelgeuse (disebut “bet-orl-gerz” atau “beetlejuice”) ialah bintang ke-10 paling terang di langit malam. Tetapi dari Oktober 2019 hingga Februari 2020, ia menjadi malap secara mendadak kepada kira-kira dua pertiga kecerahan normalnya. Peristiwa yang dipanggil “peredupan hebat” ini membawa kepada spekulasi bahawa ia akan meletup seperti yang dipanggil oleh saintis sebagai supernova Jenis IIP, yang pastinya akan dilakukan dalam tempoh 100,000 tahun akan datang.
Para saintis yang menganalisis peristiwa itu menggunakan kebanyakan data daripada teleskop optik berasaskan darat. Ahli astronomi kebanyakannya membuat kesimpulan bahawa pemalapan Betelgeuse adalah hasil daripada penyejukan permukaannya, sekumpulan habuk baharu terbentuk di sekelilingnya atau kedua-duanya.
Teleskop berasaskan tanah tidak dapat melihat melalui habuk dan gas di kosmos, yang memerlukan penglihatan inframerah. Itu kerana atmosfera bumi menyekat sinaran inframerah serta sinar-X, sinar gamma dan sebahagian besar sinaran ultraungu. Jadi hanya balai cerap berasaskan angkasa yang boleh melihat cahaya inframerah — dan itu termasuk satelit cuaca seperti Himawari-8 (dibuka dalam tab baharu)salah satu satelit cuaca geopegun Agensi Meteorologi Jepun.
Dan debut astrofizik Himawari-8 bermula di tempat yang tidak mungkin: Twitter.
“Kami melihat tweet yang menyatakan bahawa bulan berada dalam imejnya,” Daisuke Taniguchi, seorang Ph.D. pelajar dalam astronomi di Universiti Tokyo dan pengarang pertama kertas itu, memberitahu Space.com. “Saya berbual dengan [third author] Shinsuke Uno mengenai penggunaan satelit meteorologi untuk astronomi, mendapati Betelgeuse berada dalam bidang pandangan Himawari-8 dan menyedari bahawa mungkin Peredupan Besar Betelgeuse boleh disiasat.”
Himawari-8 telah diletakkan 22,236 batu (35,786 kilometer) di atas khatulistiwa Bumi sejak 2015 untuk mengkaji cuaca dan bencana alam (termasuk letusan gunung berapi Hunga Tonga-Hunga Haʻapai pada 15 Januari). Walaupun satelit berada di sana untuk imej Bumi setiap 10 minit, tepi imejnya termasuk bintang.
Taniguchi dan rakan-rakannya dapat melihat Betelgeuse dalam imej yang diambil sepanjang hayat Himawari-8 dan mengukur kecerahannya kira-kira setiap 1.7 hari antara Januari 2017 dan Jun 2021. Dan Advanced Himawari Imager (AHI) satelit mengkaji Betelgeuse dalam dua cara.
“Dalam julat panjang gelombang optik dan inframerah dekat, habuk circumstellar menutupi cahaya dari permukaan bintang, ” kata Taniguchi, menjelaskan bahawa para penyelidik – seperti ahli astronomi terhad kepada menggunakan teleskop berasaskan tanah – dapat menganggarkan jumlah circumstellar debu di sekitar Betelgeuse.
Walau bagaimanapun, habuk bulatan hanya mengeluarkan cahaya inframerah pertengahan. “Dengan pemerhatian cahaya inframerah pertengahan itu, kita boleh melihat habuk itu sendiri dan kita boleh mengukur secara langsung siri masa jumlah habuk di sekitar Betelgeuse,” kata Taniguchi. Pasukan itu membuat kesimpulan bahawa “peredupan hebat” pada 2019 dan 2020 disebabkan oleh dua faktor dalam perkadaran yang hampir sama: suhu bintang jatuh kira-kira 250 darjah Fahrenheit (140 darjah Celsius) dan habuk terpeluwap daripada gas suam di sekeliling bintang.
Yang penting, teori ini adalah dalam persetujuan luas dengan apa yang disimpulkan oleh ahli astronomi yang menggunakan teleskop berasaskan darat. Sebagai contoh, kajian yang diketuai oleh Akademi Sains China memetik gergasi tompok matahari dan turun naik suhu sementara keputusan daripada Teleskop Sangat Besar Balai Cerap Selatan Eropah di Chile dan dari Teleskop Angkasa Hubble dicadangkan Betelgeuse mengeluarkan awan besar gas yang menyejuk dan terpeluwap menjadi debu.
Penemuan baru saintis mencadangkan bahawa satelit meteorologi boleh digunakan sebagai teleskop angkasa untuk astronomi. “Ia membolehkan kami memperoleh siri masa irama tinggi bagi imej inframerah pertengahan, yang sukar diperoleh dengan instrumen astronomi biasa,” baca kertas itu. Selain tidak dapat merakam data inframerah dekat, teleskop berasaskan darat kehilangan penglihatan beberapa bintang selama beberapa bulan apabila matahari melayang di hadapannya.
“Ini adalah kemungkinan yang saya tidak pernah melihat banyak diterokai sebelum ini,” Emily Levesque, pengarang “The Last Stargazers” dan seorang ahli astronomi memberi tumpuan kepada bintang supergergasi merah di Universiti Washington yang tidak terlibat dalam penyelidikan baharu itu, memberitahu Space. com.
“Ia pasti bergantung sebahagiannya pada kebetulan, tetapi pemerhatian seperti ini boleh menjadi sumber yang hebat untuk supergergasi merah yang terang dan berdekatan,” katanya. “Terutamanya kerana mereka boleh melengkapkan keupayaan yang akan datang Teleskop Angkasa James Webbyang sangat sesuai untuk pemerhatian sasaran yang lebih malap.”
Memerhati bintang dalam inframerah pertengahan adalah cara terbaik untuk memerhati secara langsung pelepasan daripada habuk di sekelilingnya, kata Levesque, kerana ia boleh membantu mencipta gambar berbilang panjang gelombang bintang besar dan evolusinya. Lagipun, kehilangan jisim dan pengeluaran habuk memainkan peranan penting dalam peringkat supergergasi merah bintang.
“Inframerah pertengahan juga dari segi sejarah sukar untuk diperhatikan,” katanya, sambil menambah bahawa NASA tidak lama lagi akan ditamatkan. SOFIA balai cerap bawaan udara telah mengisi jurang sementara JWST akan menjadi sumber inframerah pertengahan yang tidak ternilai tidak lama lagi. “Digabungkan dengan penyelesaian kreatif seperti yang dibentangkan dalam kertas ini, kami berharap akan terus membina pandangan yang lebih jelas tentang supergergasi merah dalam julat panjang gelombang ini pada tahun-tahun akan datang.”
Penulis telah mula menggunakan data Himawari-8 untuk projek cemerlang yang lain. “Saya percaya bahawa konsep kami menggunakan satelit meteorologi sebagai teleskop angkasa berguna untuk beberapa jenis topik dalam astronomi, terutamanya dalam astrofizik bintang domain masa, ” kata Taniguchi, merujuk kepada kawasan baru muncul yang memberi tumpuan kepada bagaimana objek astronomi berubah dari semasa ke semasa. . Kumpulannya kini menggunakan data Himawari-8 untuk membuat katalog tentang cara bintang lama berubah dalam kecerahan inframerah dari semasa ke semasa dan juga untuk mencari isyarat inframerah sekejap.
Kira-kira 548 tahun cahaya jauhnya (dibuka dalam tab baharu), Betelgeuse ialah bintang supergergasi merah yang paling hampir dengan sistem suria. Ia adalah kira-kira 15 hingga 20 kali ganda jisim matahari dan kira-kira 900 kali lebih besar. Jika gergasi itu berada di tengah-tengah sistem suria kita, maka Mercury, Venus, Bumi, Marikh dan tali pinggang asteroid semuanya akan berada di dalam Betelgeuse.
Dan apabila Betelgeuse menjadi supernova, ia boleh bersinar terang seperti bulan purnama selama beberapa bulan. Hasil akhirnya akan menjadi bintang neutron di tengah-tengah gelembung indah bahan bercahaya yang dicipta oleh letupan. Walau bagaimanapun, saintis masih belum mengetahui dengan tepat bagaimana bintang supergergasi merah berkelakuan pada minggu-minggu sebelum ia meletup.
