Астрономія
Астрономія

Спектральні лінії заліза вказали на температуру червоних надгігантів

Астрономи знайшли спосіб виміряти ефективну температуру червоних надгігантів за допомогою співвідношення глибин чутливих та нечутливих до температури ліній заліза у їхніх спектрах. Вони випробували його на десяти найближчих таких зірках, про що пишуть у журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Червоний надгігант між двома помаранчевими хмарами. Andrew Klinger

Червоний надгігант між двома помаранчевими хмарами. Andrew Klinger

Як вимірюють температуру червоних надгігантів?

Червоні надгіганти, найвідомішими з яких є Бетельгейзе та Антарес, представляють собою кінцевий етап життя зірок, після якого вони спалахують надновою. Радіуси таких світил у сотні чи навіть тисячі разів більші за радіус Сонця, проте вони набагато холодніші. Ефективна температура червоних надгігантів є одним із найважливіших параметрів для астрофізики, адже дозволяє дізнатися більше про еволюцію зірок та максимальну початкову масу світил, що можуть спалахувати надновою. Саме тому важливо навчитися точно її вимірювати. Однак найпоширеніші методи, які для цього використовуються, дають результати із значними похибками. Так стається, зокрема, через оптичний ефект потемніння на краях зірок, складну розширену оболонку навколо таких світил та поглинання випромінювання цих об’єктів міжзоряним пилом.

Який метод запропонували астрономи?

У холодних зірок глибини спектральних ліній нейтральних атомів низького збудження, як правило, чутливі до ефективної температури, тоді як глибини ліній високого збудження відносно нечутливі. Тому співвідношення цих глибин є добрим температурним показником. Для свого методу астрономи спершу шукали спектри з високою роздільною здатністю, у яких можна визначити такі пари ліній. Аналізуючи зірки, для яких вже відома ефективна температура, дослідники встановили зв’язок між співвідношенням глибин цих ліній, а потім застосовували ці співвідношення для інших об’єктів.

Який результат вони отримали?

За допомогою спектрографа WINERED астрономи дослідили дванадцять співвідношень глибин ліній атомів заліза для червоних надгігантів, температура яких вже була виміряна раніше. Це дозволило визначити ефективну температуру цих зірок з точністю до 30 кельвінів. Потім вчені застосували свій метод для десяти найближчих червоних надгігантів. Отримані ними результати добре узгоджуються із значеннями, вирахуваними іншими способами. Дослідження демонструє, що такий спосіб більш точний, адже покладається лише на атоми одного типу та не залежить від структури верхніх шарів атмосфери зірок.

Спектрограф WINERED. Kyoto Sangyo University

Спектрограф WINERED. Kyoto Sangyo University

Нещодавно астрономи уточнили масу червоного надгіганта Бетельгейзе та відстань до неї. Докладніше про те, як за допомогою спектральних ліній визначають склад світил, можна почитати у нашому матеріалі «Як довго живуть зірки?»

низького збудження
У збудженому стані атоми випромінюють фотони, і різним атомам для цього потрібна різна кількість енергії