Nagłe pociemnienie jednej z najjaśniejszych gwiazd na nocnym niebie - Betelgezy, mogło być spowodowane chmurą pyłu wyplutą z jej powierzchni, a nie jak wcześniej informowano gigantycznymi plamami, podobnymi do plam słonecznych, które pokryły od 50 do 70 proc. powierzchni gwiazdy.
Pod koniec ubiegłego roku astronomowie obserwujący Betelgezę zauważyli znaczny spadek jasności czerwonego nadolbrzyma. Próbując wyjaśnić nagłe pociemnienie gwiazdy rozważali szereg scenariuszy. Najbardziej sensacyjnym były zmiany w gwieździe zwiastujące rychłą supernową. Ale jak wykazały ostatnie badania, to nie zbliżająca się supernowa, ani duże plamy na powierzchni Betelgezy były przyczyną spadku jasności gwiazdy. Według nowych analiz opartych na obserwacjach Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i automatycznego teleskopu STELLA, za wszystkim stoi chmura pyłu, która przesłoniła widok gwiazdy z perspektywy ziemskiego obserwatora. Zresztą ten scenariusz był już wcześniej brany pod uwagę.
Nowe badania ukazały się na łamach pisma „The Astrophysical Journal”.
Betelgeza to czerwony nadolbrzym znajdujący się w konstelacji Oriona, około 700 lat świetlnych od nas. Jest około 20 razy masywniejsza i około 1000 razy większa od naszego Słońca. Gwiazda ta umieszczona w centrum Układu Słonecznego byłaby blisko osiągnięcia orbity Jowisza. Tak jak inne podobne gwiazdy, tak i Betelgeza podlega częstym zmianom jasności. Jednak nagłe pociemnienie gwiazdy między październikiem 2019 r. a kwietniem 2020 r., do około 40 proc. swojej normalnej jasności, zaskoczyło astronomów.
Z publikacji, która ukazała się w czerwcu tego roku wynikało, że za dziwne zachowanie czerwonego nadolbrzyma odpowiadają gigantyczne plamy, podobne do plam słonecznych, które pokryły od 50 do 70 proc. powierzchni gwiazdy. Badania te, które również ukazały się na łamach pisma „The Astrophysical Journal”, zostały przeprowadzone przez zespół kierowany przez Thavishę Dharmawardenę z Max Planck Institute for Astronomy. Więcej na ten temat można przeczytać w tekście: Astronomowie znaleźli prawdopodobną przyczynę pociemnienia Betelgezy.
Z pomocą w rozwiązaniu zagadki przyszedł Kosmiczny Teleskop Hubble'a. - Za pomocą teleskopu Hubble'a obserwowaliśmy już wcześniej gorące komórki konwekcyjne na powierzchni Betelgezy. Jesienią 2019 roku odkryliśmy dużą ilość gęstego, gorącego gazu przemieszczającego się na zewnątrz przez rozszerzoną atmosferę gwiazdy. Uważamy, że gaz ten ochłodził się, gdy znalazł się poza atmosferą gwiazdy i przekształcił się w pył, który zasłonił południową część gwiazdy – powiedziała Andrea Dupree z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, główna autorka badania. - Sądzimy, że ciemna chmura powstała w wyniku wypływu, który zaobserwował teleskop Hubble'a. Tylko Hubble dostarcza nam dowodów wyjaśniających pociemnienie Betelgezy – dodała.
Kolejną niespodzianką ujawnioną przez teleskop Hubble'a było miejsce wyrzutu bąbla rozgrzanej plazmy. Materia ta nie wydostała się z biegunów, jak przewidują modele. - Obserwacje Hubble'a sugerują, że materia może być usunięta z dowolnej części powierzchni gwiazdy - powiedziała Dupree i dodała, że niedawna aktywność na Betelgezy nie była normalna dla tej gwiazdy.
Badaczka zauważyła także, że Betelgeza traci masę w tempie 30 milionów razy większym niż Słońce, ale ta ostatnia aktywność spowodowała utratę około dwa razy większej ilości materiału z samej półkuli południowej. - Wszystkie gwiazdy tracą materię na rzecz ośrodka międzygwiazdowego i nie wiemy, w jaki sposób ten materiał jest tracony. Czy jest to łagodny wiatr wiejący przez cały czas? A może pojawia się nagle? Być może przy takim zdarzeniu, jak odkryliśmy na Betelgezie? - dodała Dupree.
Dodatkowe obserwacje z wykorzystaniem teleskopu STELLA pomogły uczonym zmierzyć zmiany prędkości plazmy na powierzchni gwiazdy, gdy ta wznosiła się i opadała podczas cyklu pulsacji. Uczeni ustalili, że w tym samym czasie, gdy gwiazda „puchła”, komórka konwekcyjna unosiła się w górę. To mogło stworzyć efekt, który mógł wypchnąć komórkę konwekcyjną przez atmosferę gwiazdy.
- Wiedzieliśmy, że pociemnienie musiało być w taki czy inny sposób związane z rozszerzaniem i kurczeniem się fotosfery gwiazdy, ale samo w sobie nie mogło spowodować tak wielkiego zaciemnienia – powiedział Klaus G. Strassmeier z Leibniz-Institut fur Astrophysik Potsdam (AIP), współautor badań.
- Betelgeza jest jasną gwiazdą w naszej galaktyce, zbliżającą się do końca swojego życia i prawdopodobnie stanie się supernową. Podczas pociemnienia, jasność gwiazdy była najsłabsza od czasu rozpoczęcia jej obserwacji ponad 150 lat temu. Pociemnienie było oczywiste dla wszystkich patrzących na konstelację Oriona. To było bardzo dziwne, prawie brakowało Betelgezy – powiedziała Dupree.
Jako że Betelgeza znajduje się ponad 700 lat świetlnych od Ziemi, światło, które dociera do naszej planety, opuściło gwiazdę w około 1300 roku. - Nikt nie wie, jak zachowuje się gwiazda na kilka tygodni przed wybuchem, a były pewne złowieszcze przepowiednie, że Betelgeza jest gotowa stać się supernową. Są jednak szanse, że nie wybuchnie ona za naszego życia, ale kto wie? - zaznaczyła badaczka.
Źródło: HubbleSite, fot. NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI)
