Περαιτέρω πληροφορίες σχετικά με την περίεργη εξασθένιση του αστεριού Betelgeuse αποκαλύφθηκαν από μια διεθνή ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Andrea Dupree του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard–Smithsonian. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και πολλά άλλα όργανα για να δείξουν πώς ένα μεγάλο συναγωγικό κύτταρο που ανεβαίνει στην επιφάνεια του άστρου θα μπορούσε να έχει εκτοξεύσει μια τεράστια ποσότητα υλικού στο διάστημα - δημιουργώντας ένα σύννεφο που εμπόδισε μέρος του φωτός του Betelgeuse να φτάσει στη Γη. . Η εργασία επιβεβαιώνει προηγούμενη έρευνα που συνέδεσε το κρυφό σύννεφο με ένα μεγάλο δροσερό σημείο που παρατηρήθηκε στην επιφάνεια του άστρου.
Ο Betelgeuse είναι ένας κόκκινος υπεργίγαντας αστέρας που απέχει περίπου 548 έτη φωτός από τη Γη και είναι ένα από τα φωτεινότερα αστέρια στον ουρανό. Κανονικά η φωτεινότητα του αστεριού πάλλεται με μια περίοδο 416 ημερών, αλλά το 2019–20 η έξοδος φωτός από το άστρο έπεσε σε ένα άνευ προηγουμένου χαμηλό πριν ανακάμψει – ένα γεγονός που ονομάζεται «Μεγάλη Σκοταδισμός».
Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι η εξασθένιση προκλήθηκε από την εκτόξευση υλικού από το αστέρι, αλλά η ακριβής φύση της διαδικασίας ήταν άγνωστη.
"Η έρευνά μας συγκεντρώνει έναν τεράστιο αριθμό παρατηρήσεων για να εντοπίσει τη δυναμική της μαζικής εκτίναξης και να συντάξει ένα λογικό χρονοδιάγραμμα για την εμφάνισή της", λέει ο Dupree. Κόσμος Φυσικής.
Εκτός από το Hubble, αυτές οι παρατηρήσεις περιελάμβαναν συλλέγονται δεδομένα από το ΣΦΑΙΡΑ (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) όργανο στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο στη Χιλή, το οποίο έδειξε ένα σκοτεινό, δροσερό σημείο στο νότιο ημισφαίριο του Betelgeuse. Η ομάδα χρησιμοποίησε επίσης δεδομένα από την Ιαπωνία Μετεωρολογικός δορυφόρος Himawari-8, που κατά τύχη παρατήρησε τον Betelgeuse στο φόντο των γήινων παρατηρήσεών του. Αυτές οι παρατηρήσεις από το Himawari-8 συνέδεσε το δροσερό σημείο με ένα σύννεφο σκόνης που έκρυψε μέρος του άστρου.
Εκρηκτικό αστέρι
Το μοντέλο του Dupree και των συναδέλφων του προτείνει ότι ένα τεράστιο συναγωγικό κύτταρο ανέβηκε στο εσωτερικό του Betelgeuse, σχηματίζοντας μια τεράστια φυσαλίδα στη φωτόσφαιρα του άστρου - την αέρια επιφάνειά του. Αυτό προκάλεσε ένα τεράστιο λοφίο υλικού ισοδύναμου με τη μάζα του Άρη να εγκαταλείψει το αστέρι. Αυτό το εκτοξευόμενο υλικό ταξίδεψε μέσα από τα διάχυτα εξωτερικά στρώματα του Betelgeuse, όπου ψύχθηκε και συμπυκνώθηκε σε σκόνη. Εν τω μεταξύ, η αστρική επιφάνεια που κυλούσε έμεινε με μια γιγάντια πληγή στην οποία επεκτάθηκε το πλάσμα, ψύχοντας στην πορεία. Αυτό δημιούργησε το μεγάλο σκοτεινό δροσερό σημείο που είχε φανεί στο αστέρι.
Νταϊσούκε Τανιγκούτσι του Πανεπιστημίου του Τόκιο ηγήθηκε της ανάλυσης των παρατηρήσεων Himawari-8 αλλά δεν ήταν μέλος της ομάδας του Dupree. Λέει Κόσμος Φυσικής ότι «Αυτή η νέα έννοια της εκτίναξης επιφανειακής μάζας ακούγεται σαν η πιο λογική για να εξηγήσει όλες τις παρατηρήσεις».
Αν και η σκόνη έχει πλέον διαλυθεί, έχοντας απομακρυνθεί από τον αστρικό άνεμο του Betelgeuse, και το αστέρι έχει επιστρέψει στο κανονικό εύρος φωτεινότητας του, η ομάδα του Dupree πιστεύει ότι η φωτόσφαιρα είναι ακόμα ασταθής.
Μου αρέσει η αναλογία ενός «μη ισορροπημένου πλυντηρίου ρούχων» καθώς προσπαθεί να έρθει σε μια νέα ισορροπία
Andrea Dupree
«Μου αρέσει η αναλογία ενός «μη ισορροπημένου πλυντηρίου ρούχων» καθώς προσπαθεί να έρθει σε μια νέα ισορροπία», λέει ο Dupree.
Κρυφοί παλμοί
Οι αστάθειες που προκύπτουν από την ολίσθηση της φωτόσφαιρας στον απόηχο της εκτίναξης της επιφανειακής μάζας συγκαλύπτουν αυτήν τη στιγμή την περίοδο παλμών των 416 ημερών του Betelgeuse. Ο Dupree περιγράφει αυτή την περίοδο παλμών ως τον θεμελιώδη τρόπο λειτουργίας του αστεριού. Αυτοί οι παλμοί είναι τυπικοί για τους κόκκινους υπεργίγαντες αστέρες όπως ο Betelgeuse, και η περίοδός τους ποικίλλει από αστέρι σε αστέρι ανάλογα με τη μάζα του αστεριού.
«Πιστεύω ότι ο εγγενής ρυθμός παλμών των 416 ημερών είναι ακόμη σε εξέλιξη», λέει ο Dupree. «Η περίοδος μπορεί να μην είναι ακριβώς η ίδια όταν ο Betelgeuse αναρρώσει, αλλά θα πρέπει να είναι ένα σχετικά σταθερό μοτίβο».
Εκτός από την περίοδο παλμών των 416 ημερών, υπάρχει επίσης μια υποκείμενη περίοδος 2100 ημερών που δεν είναι τόσο καλά κατανοητή. Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι σχετίζεται με το χρόνο που χρειάζεται για να αναποδογυριστούν γιγάντια μετααγωγικά κύτταρα στη φωτόσφαιρα. Το Great Dimming ήρθε ακριβώς αφού ο κύκλος των 2100 ημερών έφτασε σε μια ελάχιστη φωτεινότητα, η οποία επίσης συνέπεσε με ένα ελάχιστο στον κύκλο των 416 ημερών.
Στα μέσα της δεκαετίας του 1980, ο αείμνηστος αστρονόμος του Χάρβαρντ Leo Goldberg προέβλεψε ότι όταν τα μακροπρόθεσμα και βραχυπρόθεσμα ελάχιστα συμπίπτουν για να δημιουργήσουν ένα μεγάλο ελάχιστο, μπορεί να συμβούν ασυνήθιστες αλλαγές στη φωτεινότητα και τη δραστηριότητα του άστρου. Η θεωρία του Γκόλντμπεργκ είχε ως επί το πλείστον ξεχαστεί, αλλά από την εποχή του μεγάλου θαμπώματος ήταν πολύ σύμφωνη με την τρέχουσα σκέψη.
Επόμενη εξασθένιση το 2026
«Κάνω εικασίες εδώ», λέει ο Dupree, «αλλά αν [ένα μεγάλο θαμπό] συμβεί ξανά, θα πρέπει να είναι το 2026 μετά το ελάχιστο των επόμενων 2100 ημερών το 2025».
Με καλύτερη παρακολούθηση του άστρου τόσο από επαγγελματίες όσο και από ερασιτέχνες αστρονόμους από ό,τι στη δεκαετία του 1980, υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να εντοπιστεί όταν κάτι δεν πάει καλά στον Betelgeuse.
Ο μετεωρολογικός δορυφόρος ρίχνει φως στο «Great Dimming» του αστεριού Betelgeuse
«Οι αστρονόμοι θα πρέπει να συνεχίσουν να εστιάζουν σε αυτό το συναρπαστικό αστέρι», λέει ο Taniguchi, ο οποίος θα συνεχίσει να παρακολουθεί τον Betelgeuse τόσο με τους δορυφόρους Himawari-8 όσο και με τους δορυφόρους Himawari-9. Εν τω μεταξύ, εμπνευσμένες από την επιτυχία της Taniguchi με τους καιρικούς δορυφόρους, η Dupree και οι συνεργάτες της σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν δεδομένα αρχείου από το Η NOAA GOES σειρά μετεωρολογικών δορυφόρων για να δούμε τη δραστηριότητα του Betelgeuse.
Η σημασία του Betelgeuse για την κατανόηση άλλων ερυθρών υπεργίγαντων αστέρων δεν μπορεί να υποτιμηθεί. Ο Betelgeuse είναι ένας αρκετά τυπικός κόκκινος υπεργίγαντας, επομένως οι αστρονόμοι αναμένουν παρόμοιες εκτοξεύσεις επιφανειακής μάζας να συμβούν και σε άλλα αστέρια.
Ο Dupree πιστεύει ότι οι λεπτομερείς παρατηρήσεις του Betelgeuse θα είναι το κλειδί για την κατανόηση άλλων αστέρων. «Θα ήθελα να πιστεύω ότι ο Betelgeuse μπορεί να είναι μια πέτρα της Ροζέτας για την αστρική φυσική», λέει ο Dupree.
Μια προεκτύπωση του χαρτιού είναι διαθέσιμη στο arXiv και η εργασία θα δημοσιευθεί στο Η αστροφυσική Εφημερίδα.
