Czy Betelgeza wybuchnie, czy nie?
Przygasając od 2019 r., Betelgeza osiągnęła w pierwszych miesiącach 2020 r. stan 36% pierwotnie znanej jasności. W dodatku opublikowane w lutym niesamowite zdjęcia wykonane przy użyciu Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego w Cerro Paranal w Chile pokazują, że czerwony nadolbrzym do zagadkowych zmian jasności dokłada również zmiany kształtu.
Dlaczego gwiazda zmienia jasność?
Zespół prowadzony przez Miguela Montargèsa, astronoma z KU Leuven w Belgii, w styczniu 2019 r. wykonał zdjęcia gwiazdy, zanim zaczęto zauważać jej przygasanie w zakresie światła widzialnego - i to w dodatku za pomocą tego samego obserwatorium VLT oraz znajdującego się tam instrumentu spektrograficznego SPHERE, co późniejsze obserwacje, czynione od grudnia 2019 r. Byli to ci sami ludzie i ten sam sprzęt, zatem sytuacja niemal idealna do przeprowadzania rzetelnych porównań
Przygotowany na podstawie obserwacji film pokazuje zmianę jasności, ale także to, jak ewoluował jej pozorny kształt. Uczeni pytają więc w zadziwieniu - co się dzieje?
- Dwa możliwe scenariusze, nad którymi pracujemy, to ochłodzenie powierzchni z powodu zmiany aktywności gwiazdy lub wyrzut chmury pyłów - komentował wyniki badań Montargès. - Oczywiście, nie można powiedzieć, aby nasza wiedza o czerwonych nadolbrzymach była kompletna. Ich poznawanie wciąż trwa, więc mogą się zdarzyć niespodzianki.
Uważa się, że Betelgeza znajduje się w odległości 640 lat świetlnych od nas (plus minus 180) i że jest to gwiazda o masie ok. 15-20 razy większej od masy Słońca (2). Właśnie ta masa ma ogromne znaczenie dla rozważań o tym, na jakim etapie ewolucji gwiazdowej znajduje się obiekt i co się może z nim obecnie dziać.
Mniej znane niż zdjęcia sugerujące zmiany kształtu Betelgezy są obrazy uzyskane z innego instrumentu VLT o nazwie VISIR (3), działającego w zakresie podczerwieni. Te pozwalają domniemywać, że zarówno "nowy" pozorny kształt, jak i przygasanie sprowadzają się do skutków powstania ogromnej chmury pyłów otaczającej gwiazdę, która warunkuje jej widok, jaki do nas dociera, i nasze wrażenia jej dotyczące.
Obrazy z VISIR zostały wykonane przez zespół pod kierownictwem Pierre’a Kervelli z Obserwatorium Paryskiego we Francji. Chmury widocznego na nich pyłu powstają, gdy gwiazda wyrzuca swoją materię w przestrzeń kosmiczną. Astronomowie doskonale wiedzą, że Betelgeza jest skłonna tak właśnie robić. Dlatego prawdopodobnie właśnie to jest przyczyną przygasania, które zdarzało się w przypadku tej gwiazdy obserwować znacznie wcześniej, chociaż nigdy nie działo się to w takiej skali jak w ciągu ostatniego roku.
"W ciągu swojego życia czerwone nadolbrzymy, takie jak Betelgeza, wyrzucają ogromne ilości materiału, na długo przed tym, zanim eksplodują jako supernowe", powiedziała w publikacji naukowej Emily Cannon, badaczka z KU Leuven, pracująca nad analizą obrazów pochodzących z obserwacji tego typu gwiazd za pomocą SPHERE. "Nowoczesna technologia pozwoliła nam na zbadanie obiektów oddalonych o setki lat świetlnych, w niespotykanym dotąd stopniu szczegółowości, zapewniając możliwość dotarcia do odpowiedzi na pytanie, co jest przyczyną tak ogromnej utraty masy w cyklu życia gwiazdy".
To tylko pył?
W innym opracowaniu, opublikowanym w "The Astrophysical Journal", zespół amerykańskich astronomów zaprzecza, by to, co widzimy w świetle i obrazie Betelgezy, sygnalizowało przejście w fazę supernowej. Zdaniem badaczy, wszystkie owe intrygujące i pobudzające wyobraźnię niezwykłości to tylko pył i kurz.
Badanie Amerykanów opiera się na obserwacjach Betelgezy przeprowadzonych w lutym 2020 r. w Lowell w Arizonie (4). Astronom Philip Massey i jego koledzy "uczyli" na danych z tamtejszego obserwatorium instrumenty obserwacyjne, aby poznać odczyty rzeczywistej średniej temperatury powierzchni gwiazdy. Dlaczego? Dlatego, że gdyby Betelgeza przygasała, jej powierzchnia byłaby chłodniejsza niż zwykle.
Badacze byli zaskoczeni, że owa powierzchnia jest znacznie cieplejsza, niż się spodziewano. Z ich obliczeń wynika, iż jej średnia temperatura wynosiła ok. 3325°C. W porównaniu z wcześniejszymi obliczeniami, przeprowadzonymi w 2004 r., czyli na długo przed obserwacjami przygasania, różnice zawierały się w granicach 50-100°C.
Wyniki te są sprzeczne z teorią, że Betelgeza zaczęła przygasać, ponieważ gorący gaz przeszedł z wnętrza gwiazdy na jej powierzchnię, gdzie następnie się ochłodził. Gdyby tak się stało, temperatura powierzchni byłaby podczas najnowszych pomiarów znacznie niższa. Amerykanie tego nie stwierdzili i sugerują, że przyczyną zmian jasności jest wyrzut części materiału z zewnętrznej warstwy gwiazdy - co, jak wspomniano, nie jest niczym niezwykłym dla czerwonych nadolbrzymów. Według naukowców, materia ta kondensuje się wokół gwiazdy w postaci pyłu, który pochłania część jej światła, zasłaniając obiekt dla ziemskiego obserwatora.
Szacowana odległość Betelgezy od nas oznacza, że widzimy ją tak, jaką wg naszego czasu była mniej więcej w… XIV wieku. Jeśli "u siebie" jest już jest supernową, to wciąż czekamy na światło, które do nas dotrze. Ujmując rzecz inaczej, można powiedzieć, że gdyby Betelgeza eksplodowała podczas naszego "dzisiaj", to ludzkość ujrzałaby to dopiero w XXVII wieku. A byłoby czego naszym pra-pra-pra… itd. wnukom zazdrościć, gdyż jasność tego zjawiska dorównałaby ponoć, a nawet przewyższyła, to, co wysyła ku nam Księżyc. Przy czym ze względu na odległość nie byłaby to eksplozja groźna ani dla Ziemi, ani dla ludzkości, czyli dla przetrwania naszego życia.
Jednak równie dobrze rozbłysk Betelgezy jako supernowej może mieć miejsce np. za sto tysięcy lat, co w kategoriach kosmicznych oznacza "za chwilę", a dla nas jest abstrakcyjną i nieokreśloną, odległą przyszłością.
Z najnowszych obserwacji wynika, że gwiazda ponownie zwiększa jasność, co nie jest dobrym prognostykiem dla amatorów fajerwerków na niebie.
Zobacz także:
Gwiazda, którą zabudowują Obcy? Pojawia się i znika - już dostajemy bzika.
Stare teorie Układu Słonecznego rozbijane w pył
