Czerwone nadolbrzymie gwiazdy, takie jak Betelgeza, często ulegają zmianom jasności, ale spadek do 40 proc. swojej normalnej jasności między październikiem 2019 r. a kwietniem 2020 r. zaskoczył i zaniepokoił astronomów.
Naukowcy twierdzą teraz, że niespodziewane ściemnienie było spowodowane wystąpieniem na powierzchni gwiazdy gigantycznych chłodnych obszarów, podobnych do plam słonecznych jakie możemy zaobserwować na powierzchni Słońca.
Wcześniej pojawiały się spekulacje, że Betelgeza ma zamiar przejść do supernowej. Ale gwiazda zaczęła się stopniowo odradzać i do maja 2020 r. powróciła do swojej pierwotnej jasności.
Pył i spadki temperatur
Przedstawiono różne scenariusze wyjaśniające ostatnie zmiany jasności Betelgezy. Astronomowie wcześniej uważali, że gwiazdę przesłania pył wytwarzany przez nią, i powoduje gwałtowny spadek jasności.
Czerwone olbrzymy wykazują zachowania zwane pulsacją – regularne lub nieregularne zmiany rozmiarów bądź kształtu gwiazd powodujące zmiany ich blasku. W wyniku pulsacji może dojść do uwolnienia gazów z zewnętrznej warstwy gwiazdy. Uwolniony gaz ochładza się i przekształca w związki, które astronomowie nazywają pyłem.
Aby przetestować ideę gwiezdnego pyłu i jego wpływu na zmianę jasności Betelgezy, astronomowie wykorzystali teleskopy Atacama Pathfinder Experiment (APEX) w Chile i James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) na Mauna Kea na Hawajach.
Teleskopy te mierzą promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widmowych fal submilimetrowych, zaliczanych do dalekiej podczerwieni. Ta część widma elektromagnetycznego jest szczególnie dobra do obserwowania rozkładu pyłu kosmicznego.
– Zaskoczyło nas to, że Betelgeza zrobiła się o 20 proc. ciemniejsze nawet w zakresie fal submilimetrowych – powiedział Steve Mairs z East Asian Observatory na Tajwanie, który obsługuje JCMT, współautor badań opublikowanych w The Astrophysical Journal Letters.
Plamy na olbrzymie
Naukowcy twierdzą, że wynik obserwacji nie wskazuje na obecność pyłu. Zamiast tego astronomowie wskazują na zmiany temperatury w fotosferze – świecącej powierzchni gwiazdy – które najprawdopodobniej spowodowały spadek jasności.
– Odpowiednie zdjęcia Betelgezy w wysokiej rozdzielczości z grudnia 2019 r. pokazują obszary o różnej jasności. Wraz z naszym wynikiem jest to wyraźny znak, że ogromne plamy gwiezdne pokrywają od 50 proc. do 70 proc. widocznej powierzchni i mają niższą temperaturę niż jaśniejsze fotosfera – powiedział współautor badań Peter Scicluna z European Southern Observatory (ESO).
– Dla porównania typowa plama słoneczna jest rozmiaru Ziemi. Plama gwiezdna na Betelgezie byłaby sto razy większa niż Słońce. Nagłe zanikanie Betelgezy nie oznacza, że przechodzi ona w supernową – wyjaśnia prof. Albert Zijlstra z The University of Manchester, również zaangażowany w badania.
W porównaniu z naszym Słońcem Betelgeza jest około 20 razy bardziej masywna i około 1000 razy większa. Umieszczona w centrum Układu Słonecznego sięgnęłaby niemal do orbity Jowisza.
Wielki wybuch
Betelgeza, która znajduje się około 640 lat świetlnych od Ziemi, zbliża się do końca swojego życia. Nie wiadomo dokładnie, kiedy wybuchnie. Może to mieć miejsce za setki tysięcy, a nawet za milion lat.
Kiedy jednak w gigantycznej gwieździe zabraknie paliwa, najpierw zapadnie się, a następnie wybuchnie w spektakularnej eksplozji. Eksplozja nie będzie zagrożeniem dla Ziemi, ale według szacunków astronomów będziemy mogli podziwiać wybuch Betelgezy.
Nadolbrzym będzie jaśniał na naszym niebie nawet przez kilka tygodni. Powinien być widoczny w świetle dziennym i może być tak jasny, jak Księżyc nocą.
Ponieważ światło z tej gwiazdy dociera do nas około 600 lat, będziemy podziwiać echo wydarzeń, które miały miejsce kilka wieków temu.