När Betelgeuse, en ljus orange stjärna i stjärnbilden Orion, blev synligt mörkare i slutet av 2019 och början av 2020, Astronomisamfundet var förbryllad. Ett team av astronomer har nu publicerat nya bilder av stjärnans yta, taget med hjälp av European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO:s VLT), som tydligt visar hur dess ljusstyrka förändrades. Den nya forskningen avslöjar att stjärnan delvis gömdes av ett moln av damm, en upptäckt som löser mysteriet med den stora nedbländningen av Betelgeuse.

Betelgeuses dopp i ljusstyrka – en förändring som märks även med blotta ögat – ledde till att Miguel Montargès och hans team pekade ESO:s VLT mot stjärnan i slutet av 2019. En bild från december 2019, jämfört med en tidigare bild tagen i januari samma år, visade att stjärnytan var betydligt mörkare, särskilt i den södra regionen. Men astronomerna var inte säkra på varför.

Teamet fortsatte att observera stjärnan under dess stora nedbländning, fånga två andra aldrig tidigare sett bilder i januari 2020 och mars 2020. Senast i april 2020, stjärnan hade återgått till sin normala ljusstyrka.

"För en gångs skull, vi såg utseendet på en stjärna förändras i realtid på en skala av veckor, säger Montargès, från Observatoire de Paris, Frankrike, och KU Leuven, Belgien. Bilderna som nu publiceras är de enda vi har som visar Betelgeuses yta förändras i ljusstyrka över tid.

I deras nya studie, publiceras idag i Natur , teamet avslöjade att den mystiska nedtoningen orsakades av en dammig slöja som skuggade stjärnan, vilket i sin tur var resultatet av en temperatursänkning på Betelgeuses stjärnyta.

Betelgeuses yta förändras regelbundet när gigantiska gasbubblor rör sig, krympa och svälla inom stjärnan. Teamet drar slutsatsen att en tid före den stora nedbländningen, stjärnan kastade ut en stor gasbubbla som rörde sig bort från den. När en del av ytan svalnade kort efter, att temperatursänkningen var tillräcklig för att gasen skulle kondensera till fast damm.

"Vi har direkt bevittnat bildandet av så kallat stjärndamm, säger Montargès, vars studie ger bevis för att dammbildning kan ske mycket snabbt och nära en stjärnas yta. "Dammet drev ut från coola utvecklade stjärnor, som utstötningen vi just har sett, kan fortsätta att bli byggstenarna för jordiska planeter och liv, " tillägger Emily Cannon, från KU Leuven, som också var involverad i studien.

Snarare än bara resultatet av ett dammigt utbrott, Det fanns en del spekulationer på nätet om att Betelgeuses minskning av ljusstyrkan skulle kunna signalera dess förestående död i en spektakulär supernovaexplosion. En supernova har inte observerats i vår galax sedan 1600-talet, så dagens astronomer är inte helt säkra på vad de kan förvänta sig av en stjärna inför en sådan händelse. Dock, denna nya forskning bekräftar att Betelgeuse's Great Dimning inte var ett tidigt tecken på att stjärnan var på väg mot sitt dramatiska öde.

Att se nedtoningen av en så igenkännlig stjärna var spännande för både professionella och amatörastronomer, som sammanfattas av Cannon:"Titta upp mot stjärnorna på natten, dessa små, blinkande ljusprickar verkar eviga. Nedtoningen av Betelgeuse bryter denna illusion."

Teamet använde instrumentet Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) på ESO:s VLT för att direkt avbilda ytan på Betelgeuse, tillsammans med data från GRAVITY-instrumentet på ESO:s Very Large Telescope Interferometer (VLTI), för att övervaka stjärnan under hela nedbländningen. Teleskopen, ligger vid ESO:s Paranal-observatorium i Chiles Atacamaöknen, var ett "viktigt diagnostiskt verktyg för att avslöja orsaken till denna dämpning, " säger Cannon. "Vi kunde observera stjärnan inte bara som en punkt utan kunde lösa detaljerna på dess yta och övervaka den under hela händelsen, ", tillägger Montargès.

Montargès och Cannon ser fram emot vad framtiden för astronomi, i synnerhet vad ESO:s Extremely Large Telescope (ELT), kommer att ta med sig till sina studier av Betelgeuse, en röd superjättestjärna. "Med förmågan att nå oöverträffade rumsliga upplösningar, ELT kommer att göra det möjligt för oss att direkt avbilda Betelgeuse i anmärkningsvärd detalj, " säger Cannon. "Det kommer också att avsevärt utöka provet av röda superjättar för vilka vi kan lösa ytan genom direkt avbildning, som ytterligare hjälper oss att reda ut mysterierna bakom dessa massiva stjärnors vindar."

Denna forskning presenterades i artikeln "A dusty veil shading Betelgeuse during its Great Dimming" för att dyka upp i Natur .