Przejdź do treści

Astronomowie rozwiązali zagadkę pociemnienia Betelgezy

Ilustracja przedstawia zmiany jasności czerwonej nadolbrzyma Betelgeza po tytanicznym wyrzucie masy dużego fragmentu jej widocznej powierzchni.

Analizując dane z HST i innych obserwatoriów, astronomowie doszli do wniosku, że jasny czerwony nadolbrzym Betelgeza w 2019 roku stracił znaczną część swojej widocznej powierzchni i wytworzył olbrzymi powierzchniowy wyrzut masy (surface mass ejection – SME). Jest to coś, czego nigdy wcześniej nie widziano w zachowaniu normalnej gwiazdy.

Nasze Słońce rutynowo zdmuchuje część swojej delikatnej zewnętrznej atmosfery (korony) w zdarzeniu znanym jako koronalny wyrzut masy (CME). Ale wyrzut Betelgezy zdmuchnął 400 miliardów razy więcej masy niż typowy CME!

Potworna gwiazda wciąż dochodzi do siebie po tym katastrofalnym wstrząsie. Betelgeza nadal robi bardzo nietypowe rzeczy; jej wnętrze jakby trochę podskakuje – powiedziała Andrea Dupree z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w Cambridge w stanie Massachusetts.

Nowe obserwacje dostarczają informacji, jak czerwone nadolbrzymy tracą masę w późnym okresie swojego życia, gdy ich piece do syntezy jądrowej wypalają się, zanim gwiazdy te eksplodują jako supernowe. Wielkość utraty masy znacząco wpływa na ich los. Jednak zaskakująco „rozdrażnione” zachowanie Betelgezy nie jest dowodem na to, że gwiazda wkrótce wybuchnie. Tak więc utrata masy niekoniecznie jest sygnałem zbliżającej się eksplozji.

Dupree zbiera teraz wszystkie kawałki układanki dotyczące „buńczucznego” zachowania gwiazdy przed, po i w trakcie erupcji w spójną historię nigdy wcześniej niewidzianej, tytanicznej konwulsji u starzejącej się gwiazdy.

Nigdy wcześniej nie widzieliśmy ogromnego wyrzutu masy z powierzchni gwiazdy. Pozostajemy z czymś, co się dzieje, a czego do końca nie rozumiemy. To zupełnie nowe zjawisko, które możemy bezpośrednio obserwować i analizować szczegóły powierzchni za pomocą Hubble’a. Obserwujemy ewolucję gwiazdy w czasie rzeczywistym – powiedziała Dupree.

Gigantyczny wybuch w 2019 roku został prawdopodobnie wywołany przez pióropusz konwekcyjny o średnicy ponad półtora miliona kilometrów, bulgoczącym z głębi wnętrza gwiazdy. Wywołał on wstrząsy i pulsacje, które zdmuchnęły kawałek fotosfery, pozostawiając gwiazdę z dużą chłodną powierzchnią pod obłokiem pyłu, który został wytworzony przez stygnący fragment fotosfery. Betelgeza walczy teraz o powrót do zdrowia po tym urazie.

Ważący mniej więcej kilka razy więcej niż nasz Księżyc odłamany kawałek fotosfery wyleciał w przestrzeń kosmiczną i schłodził się, tworząc obłok pyłu, który zablokował światło gwiazdy widziane przez ziemskich obserwatorów. Przyćmienie, które rozpoczęło się pod koniec 2019 roku i trwało przez kilka miesięcy, było łatwo zauważalne nawet przez obserwatorów-amatorów, którzy mogli dostrzec zmianę jasności gwiazdy. Jedną z najjaśniejszych gwiazd na niebie, Betelgezę, można łatwo znaleźć w prawym ramieniu konstelacji Oriona.

Jeszcze bardziej fantastyczne jest to, że czterystudniowa pulsacja nadolbrzyma zniknęła, być może przynajmniej tymczasowo. Przez prawie dwieście lat astronomowie mierzyli ten puls zmianami jasności Betelgezy i ruchami jej powierzchni. Jego zaburzenie świadczy o skali wybuchu.

Dupree sugeruje, że wewnętrzne komórki konwekcyjne gwiazdy, które napędzają regularną pulsację, mogą poruszać się jak niewyważona pralka, której bęben nie chodzi równo. Widma Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph (TRES) i Hubble’a sugerują, że zewnętrzne warstwy mogą wrócić do normy, ale powierzchnia wciąż się trzęsie, gdy fotosfera się odbudowuje.

Chociaż na naszym Słońcu zdarzają się koronalne wyrzuty masy, które zdmuchują niewielkie fragmenty zewnętrznej atmosfery, astronomowie nigdy nie byli świadkami, by tak duża część widocznej powierzchni gwiazdy została wyrzucona w przestrzeń kosmiczną. Dlatego też powierzchniowe i koronalne wyrzuty masy mogą być w rzeczywistości różnymi zdarzeniami.

Betelgeza jest teraz tak ogromna, że gdyby zastąpiła Słońce w centrum naszego Układu Słonecznego, jej zewnętrzna powierzchnia rozciągałaby się poza orbitę Jowisza. Dupree użyła Hubble’a do rozwiązania problemu gorących plam na powierzchni gwiazdy w 1996 roku. Był to pierwszy uzyskany przez astronomów bezpośredni obraz gwiazdy innej niż Słońce.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba może być w stanie wykryć wyrzuconą materię w świetle podczerwonym, gdy będzie się ona dalej oddalała od gwiazdy.

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Więcej informacji:

Źródło: NASA

Na ilustracji: Ilustracja przedstawia zmiany jasności czerwonego nadolbrzyma Betelgezy po ogromnym wyrzucie masy dużego fragmentu widocznej powierzchni gwiazdy. Źródło: NASA, ESA, Elizabeth Wheatley (STScI)

Reklama