Published April 2016 | Version v1
Journal article

The close circumstellar environment of Betelgeuse.

Others:
Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Franco-Chilien d'Astronomie (LFCA) ; Universidad de Chile = University of Chile [Santiago] (UCHILE)-Pontificia Universidad Católica de Chile (UC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Universidad de Concepción - University of Concepcion [Chile]
Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ) ; Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France
National Optical Astronomy Observatory (NOAO)
European Southern Observatory (ESO)
PHASE, the high-angular resolution partnership between ONERA, Observatoire de Paris, CNRS, and University Denis Diderot Paris 7
Programme National de Physique Stellaire (PNPS) of CNRS/INSU, France
NASA - Contrat : HST-GO-12610.001-A

Description

Context. The mass-loss mechanism of cool massive evolved stars is poorly understood. The proximity of Betelgeuse makes it an appealing target to study its atmosphere, map the shape of its envelope, and follow the structure of its wind from the photosphere out to the interstellar medium. Aims. A link is suspected between the powerful convective motions in Betelgeuse and its mass loss. We aim to constrain the spatial structure and temporal evolution of the convective pattern on the photosphere and to search for evidence of this link. Methods. We report new interferometric observations in the infrared H band using the VLTI/PIONIER instrument. We monitored the photosphere of Betelgeuse between 2012 January and 2014 November to look for evolutions that may trigger the outflow. Results. Our interferometric observations at low spatial frequencies are compatible with the presence of a hot spot on the photosphere that has a characteristic width of one stellar radius. It appears to be superposed on the smaller scale convective pattern. In the higher spatial frequency domain, we observe a significant difference between the observations and the predictions of 3D hydrodynamical simulations. Conclusions. We bring new evidence for the presence of a convective pattern in the photosphere of red supergiants. The inferred hot spot is probably the top of a giant convection cell although an asymmetric extension of the star cannot be excluded by these interferometric observations alone. The properties of the observed surface features show a stronger contrast and inhomogeneity as predicted by 3D radiative hydrodynamical simulations. We propose that the large observed feature is modifying the signature of the convective pattern at the surface of the star in a way that simulations cannot reproduce.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
February 28, 2023
Modified:
December 1, 2023