Betelgeuse: gwiazdas weird dimming sparks rumours that its death is imminent

Każda pora roku ma swoje charakterystyczne konstelacje gwiazd na nocnym niebie. Orion – jeden z najbardziej rozpoznawalnych – jest wyraźnie widoczny w rześkie, czyste zimowe noce na półkuli północnej. Konstelacja ta jest łatwa do zauważenia nawet w zanieczyszczonych światłem miastach, a jej jasne gwiazdy reprezentują kształt człowieka.

Betelgeuse, oznaczająca lewe górne ramię Oriona, jest często jego najjaśniejszą gwiazdą. Gwiazda ta, o czerwonej barwie, jest zwykle 12. najjaśniejszą na całym niebie. Jednak ostatnio drastycznie przygasła, osiągając najniższy w historii poziom 21. najjaśniejszej gwiazdy na niebie. W związku z tym wielu zaczęło spekulować, czy może ona wkrótce eksplodować. Ale czy to możliwe? I jak by to wyglądało?

Betelgeuse jest tym, co astronomowie nazywają czerwonym supergigantem, do 20 razy bardziej masywnym niż nasze Słońce. Czerwone supergwiazdy zbliżają się do końca swojego życia i znacznie się rozrastają. Betelgeza ma promień około 900 razy większy od naszego Słońca. Gdyby Słońce było tej wielkości, jego powierzchnia prawie sięgałaby Jowisza.

Betelgeuse, która znajduje się 640 lat świetlnych od nas, jest jedyną gwiazdą poza naszą własną, której powierzchnię możemy bezpośrednio szczegółowo zobrazować. Na szczęście może nam to pomóc zrozumieć, dlaczego jej jasność tak bardzo się różni. Przy tych rozmiarach gwiazdy transportują swoją energię lub ciepło wytwarzane w ich jądrze na powierzchnię poprzez konwekcję – jest to metoda transportu, której doświadczamy gotując jajka. Gdy woda się gotuje, przemieszcza się w górę, podczas gdy zimna woda przemieszcza się w dół, aby zostać ogrzana. Te prądy wznoszące i opadające znane są jako komórki konwekcyjne.

W tym przykładzie każda z tych komórek ma tylko kilka centymetrów średnicy, ale w Betelgeuzie są one gigantyczne i poruszają się znacznie wolniej, oddziałując ze znacznym polem magnetycznym gwiazdy. Ponieważ ciepło powierzchni gwiazdy decyduje o jej jasności, Betelgeza wykazuje dość duże zróżnicowanie ciemniejszych i jaśniejszych plam na swojej powierzchni. W miarę jak gwiazda bąbelkuje i obraca się, będziemy obserwować powoli zmienną jasność, tak jak teraz.

Inną ciekawą cechą jest to, że powierzchnia Betelgezy jest raczej chłodna, stąd jej czerwony kolor. Ponieważ ma ogromny promień, ma również zmniejszoną grawitacyjną przyczepność do swoich zewnętrznych powierzchni. Oznacza to, że traci część swojego materiału – tworząc pyłowe chmury w swoim otoczeniu, które mogą powodować przyciemnienie, gdy poruszają się przed gwiazdą.

Zmianę jasności Betelgezy można monitorować samodzielnie, używając jedynie oczu i nie używając teleskopów. Na półkuli północnej Oriona można obserwować przez pierwszą połowę nocy aż do lutego. Porównaj Betelgezę z innymi gwiazdami o różnej jasności, aby określić jej jasność. Polluks w Gemini ma obecnie podobną jasność, a Bellatrix w Orionie jest nieco słabsza. Poniższy obrazek przedstawia kilka innych gwiazd w Orionie i wokół niego, które mogą być użyte do porównania.

Imminentna supernowa?

Podczas obserwowania tej gwiazdy można się zastanawiać, czy ten supergigant jest bliski wybuchu supernowej (eksplozji gwiazdy) i zakończenia swojego życia w spektakularnym pokazie światła. Rzeczywiście, gwiazda ta jest najbliższym znanym kandydatem do wybuchu supernowej w astronomicznych przedziałach czasowych – kiedykolwiek w ciągu najbliższych 100 000 lat.

Ale to obecne znaczne przyciemnienie niekoniecznie jest oznaką jej rychłej śmierci. Dzieje się tak, ponieważ na tym etapie nie wiemy wystarczająco dużo o tym, jak kształtuje się jasność gwiazdy przed takim wydarzeniem. Jeśli jednak do tego dojdzie, Betelgeza stanie się najjaśniejszą supernową, jaką kiedykolwiek zaobserwowano. W ciągu kilku dni stałaby się tak jasna jak Księżyc w pełni, byłaby widoczna w dzień, a w nocy byłaby na tyle jasna, że rzucałaby cienie na Ziemię.

Betelgeuse rozpoczęłaby wtedy fazę ostatecznego, szybkiego ściemniania i ponownie osiągnęłaby swój obecny poziom jasności po prawdopodobnie trzech latach. Po sześciu latach byłaby zbyt słaba, aby dostrzec ją gołym okiem. To na zawsze zmieniłoby wizualny wygląd Oriona i być może musielibyśmy pomyśleć o innym obiekcie, który mógłby reprezentować pozostały gwiazdozbiór.

Jest wiele niesamowitych gwiazd, które pokazują oszałamiającą zmienność, która może być o wiele bardziej imponująca niż Betelgeza, ale nie są one tak łatwe do zauważenia. Jednym z przykładów jest gwiazda zmienna Mira, która zmienia swoją jasność o współczynnik 630, w porównaniu do zaledwie trzech razy w przypadku Betelgezy. Jednak Mira znajduje się w dość trudnym do zauważenia gwiazdozbiorze Cetus (Wieloryb) poniżej Ryb i nigdy nie świeci tak jasno jak Betelgeza.

Betelgeuse jest więc łatwym punktem wyjścia do odkrywania cudów naszego wszechświata dla siebie. A gdy to zrobisz, zastanów się nad faktem, że ludzie robili dokładnie to samo od niepamiętnych czasów – istnieją dowody na to, że australijscy Aborygeni obserwowali gwiazdy i dostrzegali ich zmienność wiele tysięcy lat temu.