Zdjęcie mgławicy otaczającej Betelgezę wykonane za pomocą kamery VISIR zainstalowanej na teleskopie VLT.

Betelgeza robi się coraz ciemniejsza i wszyscy zastanawiają się, co to dokładnie oznacza. Gwiazda przejdzie w stadium supernowejpod koniec swojego życia, ale do tego czasu mogą minąć jeszcze dziesiątki tysięcy lat. Co zatem odpowiada za pociemnienie gwiazdy?

Astronomowie z Uniwersytetu Villanova, Edward Guinan i Richard Wasatonic, jako pierwsi poinformowali o ostatnim spadku jasności Betelgezy. W nowym poście na portalu The Astronomer’s Telegram dwójka astronomów donosi o dalszym ściemnianiu Betelgezy. Jednocześnie naukowcy zaznaczają, że choć jasność gwiazdy wciąż spada, to tempo tego spadku jest coraz mniejsze.

Betelgeza to czerwony nadolbrzym w gwiazdozbiorze Oriona. Gwiazda opuściła ciąg główny około 1 miliona lat temu i od ponad 40 000 lat jest czerwonym nadolbrzymem. Jest to progenitor kolapsu jądra SN-II, co oznacza, że ​​w końcu Betelgeza zużyje wystarczająco dużo swojego wodoru, aby jego jądro uległo kolapsowi, co z kolei doprowadzi do eksplozji supernowej.

Jest to tak zwana gwiazda zmienna pół-regularna, co oznacza, że ​​jej jasność ulega cyklicznym zmianom. Jeden z cykli trwa około 420 dni, a drugi około pięciu lub sześciu lat. Trzeci cykl jest krótszy; od około 100 do 180 dni. Chociaż większość jej zmian jest przewidywalna i przebiega zgodnie z tymi cyklami, niektóre z nich nie są takie, jak obecne pociemnienie.

Gwiazdozbiór Oriona. 6 lat po eksplozji Betelgezy, czerwona gwiazda w górym lewym rogu nie będzie już widoczna gołym okiem.

Astronomowie od dawna monitorują Betelgezę. Wzrokowe oceny jasności gwiazdy sięgają około 180 lat wstecz, a od lat dwudziestych XX wieku amerykańskie stowarzyszenie obserwatorów gwiazd zmiennych (AAVSO) przeprowadza bardziej systematyczne pomiary. Około 40 lat temu astronomowie z Uniwersytetu Villanova zaczęli systematycznie wykonywać fotometryczne pomiary jasności Betelgezy. Dane fotometryczne z ostatnich 25 lat są najdokładniejsze i zgodnie z tymi danymi obecnie gwiazda jest najciemniejsza w tym całym okresie.

Według postu Guinana i Wasatonica temperatura Betelgezy spadła o 100 kelwinów od września 2019 r., a jej jasność spadła w tym samym czasie o prawie 25 procent. Według wszystkich pomiarów promień gwiazdy wzrósł przy tym o około 9 procent. Takiego zwiększania rozmiarów naukowcy spodziewali się wraz z rosnącym wiekiem gwiazdy.

W pewnym sensie mamy szczęście, że Betelgeza jest tak blisko, przynajmniej z astronomicznego punktu widzenia. To tylko około 650 lat świetlnych stąd, co sprawia, że wiele możemy się od niej nauczyć. To jedyna gwiazda inna niż nasze słońce, na której możemy zobaczyć szczegóły powierzchni. Dzięki temu astrofizycy mogą zrozumieć procesy zachodzące w jej wnętrzu.

Jak wszystkie gwiazdy, Betelgeza wytwarza ciepło w swoim jądrze w procesie fuzji wodoru. Ciepło przekazywane jest na jego powierzchnię poprzez konwekcję. Prądy przenoszące ciepło nazywane są komórkami konwekcyjnymi, które można zobaczyć na powierzchni jako ciemne plamy. Gdy gwiazda się obraca wokół własnej osi, komórki te obracają się wraz z nią i znikają z pola widzenia, co przyczynia się do obserwowanej zmienności Betelgezy. Komórki konwekcyjne mogą być masywne, szczególnie na powierzchni tak wielkiej gwiazdy jak Betelgeza. W 2013 r. naukowcy ogłosili dowody istnienia komórek konwekcyjnych na słońcu, utrzymujących się przez całe miesiące. Czy taki sam proces odpowiada za spadek jasności Betelgezy?

Obecny spadek jasności gwiazdy może nie być spowodowany przez samą gwiazdę, ale na przykład przez obłok gazu i pyłu skutecznie przesłaniającego nam jej światło. Z biegiem czasu, gdy Betelgeza spala więcej paliwa, traci masę. Gdy traci masę, wpływ jej grawitacji na zewnętrzne warstwy słabnie, a obłoki gazu i pyłu uciekają w jej bezpośrednie otoczenie. Taki proces także może odpowiadać za obecne zachowanie gwiazdy.

Czy może to być jednak coś innego? Wiemy dużo o gwiazdach, ale nie wiemy wszystkiego. Nigdy też nie byliśmy w stanie obserwować innych czerwonych superolbrzymów w taki sposób, w jaki możemy to robić w przypadku Betelgezy.

Bez względu na przyczynę wiemy, jak wygląda ostateczny koniec Betelgezy: eksplozja supernowej. Nie wiemy czy obecny spadek jasności jest bezpośrednio związany z nadchodzącą nieuchronną śmiercią gwiazdy. Guinan i Wasatonic stwierdzają, że powinniśmy uważnie przyglądać się zachowaniu tej fascynującej gwiazdy.

Kiedy Betelgeza w końcu stanie się supernową, będzie to najbardziej fascynujące wydarzenie w świecie natury, którego świadkiem będzie każdy człowiek na świecie. Inne supernowe, takie jak SN 185 i SN 1604, dotyczyły gwiazd leżących znacznie dalej niż Betelgeza. Kiedy przejdzie ona w stadium supernowej, stanie się trzecim najjaśniejszym obiektem na niebie, po słońcu i Księżycu w pełni. Ale niektóre szacunki mówią, że będzie nawet jaśniejsza od Księżyca.

Ta jasność potrwa miesiące i będzie rzucać cienie na Ziemię nawet w nocy. Następnie, po około trzech latach jej jasność spadnie do obecnego poziomu. Sześć lat po eksplozji supernowej, Betelgeza nie będzie już widoczna gołym okiem.

Kiedy do tego dojdzie? Tego nie wie nikt. I choć obecny spadek jasności prawdopodobnie nie jest związany ze zbliżającą się eksplozją supernowej, to astronomowie nie mogą być tego pewni.

Źródło: Universe Today

By Radek Kosarzycki

Popularyzator astronomii. Redaktor w Spider's Web.