Senaste ljusstyrkavariationer av Betelgeuse. Stjärnpulsation gör att stjärnans ljusstyrka varierar, men den stora nedgången i ljusstyrka i början av 2020 är aldrig tidigare skådad. En jämförelse av direkta bilder av Betelgeuses yta mellan januari 2019 och december 2019 visar att stora delar av stjärnan bleknade i december 2019, vilket kan tyda på att ett dammmoln dyker upp framför den. Bilderna togs av European Southern Observatorys (ESO:s) Very Large Telescope. Kredit:ESO/M. Montargès et al
Betelgeuse är normalt en av de ljusaste, vinterhimlens mest kända stjärnor, som markerar den vänstra axeln av stjärnbilden Orion. Men på sistone, den har betett sig konstigt:en aldrig tidigare skådad minskning av dess ljusstyrka har observerats i början av 2020, vilket har föranlett spekulationer om att Betelgeuse kan vara på väg att explodera.
För att ta reda på mer, ett internationellt team av forskare, inklusive Ken'ichi Nomoto vid Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), genomförde en rigorös undersökning av Betelgeuse. De drog slutsatsen att stjärnan befinner sig i den tidiga kärnans heliumförbränningsfas (som är mer än 100, 000 år innan en explosion inträffar) och har mindre massa och radie – och är närmare jorden – än man tidigare trott. De visade också att mindre ljusstyrkavariationer hos Betelgeuse har drivits av stjärnpulseringar, och föreslog att den senaste tidens stora nedtoning involverade ett dammmoln.
Forskargruppen leds av Dr Meridith Joyce från Australian National University (ANU), som var inbjuden talare på Kavli IPMU i januari 2020, och inkluderar Dr Shing-Chi Leung, en tidigare Kavli IPMU-projektforskare och en nuvarande postdoktor vid California Institute of Technology, och Dr. Chiaki Kobayashi, en docent vid University of Hertfordshire, som har varit affiliate-medlem i Kavli IPMU.
Luckor i data är perioder då Betelgeuse inte är synlig på natthimlen varje år. Ljusstyrkan samlades in av observatörerna från American Association of Variable Star Observers (AAVSO) och Solar Mass-Ejection Imager-instrumentet i rymden. Data från den senare bearbetades av László Molnár från Konkoly Observatory of CSFK i Budapest, Ungern. Kredit:L. Molnár, AAVSO, UCSD/SMEI, NASA/STEREO/HI
Teamet analyserade ljusstyrkan hos Betelgeuse genom att använda evolutionära, hydrodynamisk och seismisk modellering. De uppnådde en tydligare idé än tidigare att Betelgeuse för närvarande bränner helium i sin kärna. De visade också att stjärnpulseringar som drivs av den så kallade kappa-mekanismen får stjärnan att kontinuerligt ljusna eller blekna med två perioder på 185 (+/-13,5) dagar och cirka 400 dagar. Men den stora nedgången i ljusstyrka i början av 2020 är aldrig tidigare skådad, och beror troligen på ett dammmoln framför Betelgeuse, som syns på bilden.
Deras analys rapporterade en nuvarande massa på 16,5 till 19 solmassa - vilket är något lägre än de senaste uppskattningarna. Studien avslöjade också hur stor Betelgeuse är, samt dess avstånd från jorden. Stjärnans faktiska storlek har varit lite av ett mysterium:tidigare studier, till exempel, föreslog att den kunde vara större än Jupiters omloppsbana. Dock, lagets resultat visade att Betelgeuse bara sträcker sig till två tredjedelar av det, med en radie 750 gånger solens radie. När stjärnans fysiska storlek är känd, det kommer att vara möjligt att bestämma dess avstånd från jorden. Än så länge, Teamets resultat visar att det är bara 530 ljusår från oss, eller 25 procent närmare än tidigare trott.
Deras resultat antyder att Betelgeuse inte alls är nära att explodera, och att det är för långt från jorden för att den eventuella explosionen ska ha betydande inverkan här, även om det fortfarande är en riktigt stor sak när en supernova slocknar. Och eftersom Betelgeuse är den närmaste kandidaten för en sådan explosion, det ger oss en sällsynt möjlighet att studera vad som händer med stjärnor som denna innan de exploderar.
