Wawasan lebih lanjut tentang peredupan aneh bintang Betelgeuse telah diungkapkan oleh tim astronom internasional yang dipimpin oleh Andrea Dupree dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian. Para peneliti menggunakan pengamatan oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble dan beberapa instrumen lain untuk menunjukkan bagaimana sel konvektif besar yang naik ke permukaan bintang bisa mengeluarkan sejumlah besar material ke luar angkasa – menciptakan awan yang menghalangi sebagian cahaya Betelgeuse mencapai Bumi. . Pekerjaan tersebut mengkonfirmasi penelitian sebelumnya yang menghubungkan awan yang menutupi ke tempat dingin besar yang diamati di permukaan bintang.
Betelgeuse adalah bintang super raksasa merah yang berjarak sekitar 548 tahun cahaya dari Bumi dan merupakan salah satu bintang paling terang di langit. Biasanya kecerahan bintang berdenyut dengan periode 416 hari, tetapi pada 2019–20 keluaran cahaya dari bintang turun ke level terendah yang belum pernah terjadi sebelumnya sebelum pulih – sebuah peristiwa yang disebut “Peredupan Hebat”.
Para astronom percaya bahwa peredupan itu disebabkan oleh pengusiran materi dari bintang, tetapi sifat pasti dari proses itu tidak diketahui.
“[Penelitian] kami mengumpulkan sejumlah besar pengamatan untuk melacak dinamika ejeksi massal dan menyusun garis waktu logis untuk kejadiannya,” kata Dupree. Dunia Fisika.
Selain Hubble, pengamatan ini termasuk data dikumpulkan oleh SPHERE (Penelitian Eksoplanet Spektro—Polarimetrik Kontras Tinggi) instrumen di Teleskop Sangat Besar di Chili, yang menunjukkan tempat gelap dan sejuk di belahan selatan Betelgeuse. Tim juga menggunakan data dari Jepang Satelit cuaca Himawari-8, yang kebetulan mengamati Betelgeuse di latar belakang pengamatan Bumi. Pengamatan ini oleh Himawari-8 menghubungkan titik dingin dengan awan debu yang menutupi sebagian bintang.
Bintang yang meletus
Model Dupree dan rekan menunjukkan bahwa sel konvektif besar naik melalui interior Betelgeuse, membentuk gelembung besar di fotosfer bintang – permukaan gasnya. Hal ini menyebabkan segumpal besar material yang setara dengan massa Mars meninggalkan bintang tersebut. Bahan yang dikeluarkan ini berjalan melalui lapisan luar Betelgeuse yang menyebar, di mana ia mendingin dan mengembun menjadi debu. Sementara itu, permukaan bintang yang bergolak dibiarkan dengan luka raksasa tempat plasma mengembang, mendingin di sepanjang jalan. Ini menciptakan titik dingin gelap besar yang pernah terlihat di bintang.
Daisuke Taniguchi dari Universitas Tokyo memimpin analisis pengamatan Himawari-8 tetapi dia bukan anggota tim Dupree. Dia mengatakan Dunia Fisika bahwa "Konsep baru dari pelepasan massa permukaan ini terdengar seperti yang paling masuk akal untuk menjelaskan semua pengamatan".
Meskipun debu sekarang telah menghilang, telah tersingkir oleh angin bintang Betelgeuse, dan bintang telah kembali ke kisaran kecerahan normalnya, tim Dupree percaya bahwa fotosfer masih tidak stabil.
Saya suka analogi 'mesin cuci yang tidak seimbang' saat mencoba mencapai keseimbangan baru
Andrea Dupree
"Saya suka analogi 'mesin cuci yang tidak seimbang' saat mencoba mencapai keseimbangan baru," kata Dupree.
Pulsasi Tersembunyi
Ketidakstabilan bergolak yang dihasilkan dari fotosfer yang meluncur setelah lontaran massa permukaan saat ini menutupi periode pulsasi 416 hari Betelgeuse. Dupree menggambarkan periode pulsasi ini sebagai mode fundamental bintang. Denyut ini khas bintang super raksasa merah seperti Betelgeuse, dan periode mereka bervariasi dari bintang ke bintang tergantung pada massa bintang.
"Saya percaya tingkat denyut intrinsik 416 hari masih berlangsung," kata Dupree. “Periodenya mungkin tidak persis sama setelah Betelgeuse pulih, tetapi itu harus menjadi pola yang relatif stabil.”
Selain periode denyut 416 hari, ada juga periode 2100 hari yang mendasarinya yang tidak begitu dipahami dengan baik. Beberapa peneliti percaya ini terkait dengan waktu yang dibutuhkan sel konvektif raksasa di fotosfer untuk berbalik. Peredupan Besar terjadi tepat setelah siklus 2100 hari mencapai kecerahan minimum, yang juga bertepatan dengan minimum dalam siklus 416 hari.
Pada pertengahan 1980-an, mendiang astronom Harvard Leo Goldberg meramalkan bahwa ketika minimum jangka panjang dan jangka pendek bertepatan untuk menciptakan minimum besar, perubahan yang tidak biasa dalam kecerahan dan aktivitas bintang mungkin terjadi. Teori Goldberg sebagian besar telah dilupakan, tetapi sejak Peredupan Besar, teori itu sangat sejalan dengan pemikiran saat ini.
Peredupan berikutnya pada tahun 2026
“Saya berspekulasi di sini,” kata Dupree, “tetapi jika [Peredupan Hebat] terjadi lagi, itu akan terjadi pada tahun 2026 setelah minimum 2100 hari berikutnya pada tahun 2025.”
Dengan pemantauan bintang yang lebih baik oleh para astronom profesional dan amatir daripada tahun 1980-an, ada kemungkinan lebih besar untuk menemukan ketika ada sesuatu yang salah di Betelgeuse.
Satelit cuaca menyoroti 'Peredupan Hebat' dari bintang Betelgeuse
“Para astronom harus tetap fokus pada bintang yang menarik ini,” kata Taniguchi, yang akan terus memantau Betelgeuse dengan satelit Himawari-8 dan Himawari-9. Sementara itu, terinspirasi oleh kesuksesan Taniguchi dengan satelit cuaca, Dupree dan rekan-rekannya berencana untuk menggunakan data arsip dari NOAA's GOES serangkaian satelit cuaca untuk melihat aktivitas Betelgeuse.
Pentingnya Betelgeuse untuk memahami bintang super raksasa merah lainnya tidak dapat diremehkan. Betelgeuse adalah supergiant merah yang cukup khas, sehingga para astronom memperkirakan ejeksi massa permukaan yang serupa terjadi pada bintang lain.
Dupree percaya bahwa pengamatan terperinci terhadap Betelgeuse akan menjadi kunci untuk memahami bintang lain. “Saya ingin berpikir bahwa Betelgeuse dapat menjadi batu Rosetta untuk fisika bintang,” kata Dupree.
Pracetak kertas tersedia di arXiv dan makalah akan diterbitkan di Jurnal Astrofisika.
