Ученые обнаружили звезду-компаньона ближайшего к Земле красного сверхгиганта Бетельгейзе, используя передовую технику спекл-интерферометрии на мощном телескопе Gemini North. Молодая звезда удалена от Бетельгейзе на удивительно малое расстояние, всего в четыре раза превышающее таковое между Землей и Солнцем, и находится во внешних слоях ее атмосферы. Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, не только позволяет составить более определенное представление о дальнейшей судьбе красного сверхгиганта, но и объясняет, почему яркость подобных звезд может циклично меняться в течение многих лет.
Бетельгейзе, ярчайшая звезда в плече созвездия Ориона и ближайший к Земле красный сверхгигант, давно привлекает внимание астрономов своими загадочными, едва поддающимися объяснению изменениями яркости. Наблюдаемая невооруженным глазом на протяжении тысячелетий, она демонстрирует два основных периода изменений яркости: основной, который составляет около 400 дней, и более длительный вторичный, продолжительностью примерно шесть лет, известный как Long Secondary Period (LSP). Природа LSP оставалась неразгаданной десятилетиями. Интерес к звезде резко возрос после «Великого Затмения» 2019-2020 годов, когда Бетельгейзе неожиданно сильно потускнела (позже выяснилось, что причиной стала гигантская пылевая туча). Последующий анализ архивных данных привел астрономов в 2024 году к гипотезе, что причиной LSP может быть гравитационное влияние невидимого спутника. Однако попытки обнаружить его с помощью космических телескопов Hubble и Chandra не дали результата.
В новом исследовании команда ученых совершила прорыв с помощью наземного телескопа Gemini North, расположенного на Гавайях. Ключевую роль сыграл уникальный инструмент ‘Alopeke (в переводе с гавайского — «лиса»), установленный на этом 8,1-метровом телескопе. ‘Alopeke использует метод спекл-интерферометрии: за доли секунды прибор делает множество снимков, фиксируя мгновенные искажения света атмосферой. Специальные алгоритмы затем анализируют эти данные, восстанавливая изображение с детализацией, недостижимой для обычной фотографии. Мощное зеркало Gemini North собрало достаточно света, а ‘Alopeke, в свою очередь, обеспечил необходимую четкость и контрастность, чтобы идентифицировать едва заметный объект рядом с ослепительно ярким Бетельгейзе.
«Способность Gemini North обеспечивать высокое угловое разрешение и четкую контрастность позволила напрямую обнаружить спутник Бетельгейзе», — подчеркнул Стив Хауэлл из Исследовательского центра Эймса НАСА.
Кроме того, он объяснил, что ‘Alopeke сделал то, чего не делал ни один другой телескоп: «Авторы статей, в которых предсказывалось существование спутника Бетельгейзе, считали, что никто, скорее всего, никогда не сможет его увидеть».
Подобный подход позволил определить ключевые характеристики звезды-спутника. Компаньон оказался на шесть звездных величин тусклее Бетельгейзе в оптическом диапазоне, а его масса оценивается примерно в 1,5 массы Солнца. Судя по спектру, это горячая, молодая звезда спектрального класса A или B (голубовато-белая), находящаяся на стадии, предшествующей главной последовательности, то есть в ее ядре еще не началось горение водорода. Спутник находится на относительно близком расстоянии от поверхности Бетельгейзе — примерно в четыре раза дальше, чем Земля от Солнца. Это означает, что звезда-компаньон находится в пределах внешних слоев атмосферы Бетельгейзе. Данные Gemini подтвердили раннюю теоретическую модель: присутствие такого компаньона, как и предполагалось, может объяснять шестилетние колебания яркости сверхгиганта.
Открытие звезды-компаньона имеет фундаментальное значение. Оно окончательно решает давнюю загадку LSP Бетельгейзе и дает мощный инструмент для понимания природы подобных длительных периодов у других красных сверхгигантов. Бетельгейзе и его спутник, вероятно, родились вместе примерно десять миллионов лет назад. Однако согласно оценкам ученых, мощные приливные силы, вероятно, заставят компаньона постепенно приближаться к Бетельгейзе и упасть на него в течение следующих 10 тысяч лет.
Теперь ученые с нетерпением ждут ноября 2027 года, когда спутник достигнет максимального удаления от Бетельгейзе на своей орбите, что облегчит его дальнейшее изучение и уточнение параметров системы.
