et al.)” breedte=”635″ hoogte=”357″>
Een weersatelliet heeft geholpen te verklaren waarom de rode superreus Betelgeuze in 2019-2020 een ongekende verduistering ervoer.
De bevindingen bevestigen eerdere studies die concludeerden dat het dimmen het gevolg was van een plek met een lagere temperatuur op de ster, waardoor de warmte naar een nabijgelegen gaswolk werd verminderd. Volgens astronomen zorgde dit ervoor dat de wolk afkoelde en condenseerde tot stof dat een deel van het licht van Betelgeuze blokkeerde.
Als veranderlijke ster fluctueert de nabije Betelgeuze normaal gesproken in helderheid, maar in oktober 2019 begon hij zwakker te worden dan ooit tevoren. Dit leidde tot speculatie dat het zou kunnen exploderen in een supernova. Tegen het einde van februari 2020 was Betelgeuze echter teruggekeerd naar zijn normale helderheidsbereik, waardoor astronomen hun hoofd krabden over wat de extreme daling in helderheid had veroorzaakt.
rivaliserende theorieën
Er kwamen twee rivaliserende theorieën naar voren voor de vermindering van licht. Een daarvan betreft de ontwikkeling van een grote convectieve cel in de ster die koeler (en zwakker) was dan de rest van het oppervlak van Betelgeuze. De andere theorie betreft de gedeeltelijke verduistering van de ster door een stofwolk. Geen van beide theorieën op zichzelf kon echter het dimmen van de ster verklaren.
Vervolgens, in 2021 een team onder leiding van Miguel Montarges van het Observatoire de Paris in Frankrijk voorgesteld, op basis van waarnemingen met de GEBIED (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) instrument bij de Very Large Telescope in Chili, dat het dimmen inhoudt zowel een convectieve cel als verduisterend stof.
Nu, een groep astronomen en meteorologen, geleid door Daisuke Taniguchi van de Universiteit van Tokio, heeft ondersteunend bewijs gevonden voor deze dubbele verklaring – allemaal dankzij de toevallige waarnemingen van een Japanse weersatelliet, Himawara-8.
Stellaire achtergrond
De satelliet werd gelanceerd in 2014 en bevindt zich in een geostationaire baan 35,786 km boven de westelijke Stille Oceaan. Het maakt foto's van de hele aarde op een groot aantal infrarode golflengten, en sterren, waaronder Betelgeuze, zijn zichtbaar op de achtergrond.
"Eerlijk gezegd is dit project begonnen met Twitter", legt Taniguchi uit, zich herinnerend hoe hij een tweet zag waarin werd beschreven hoe de maan zichtbaar is op de achtergrond van afbeeldingen die door Himawari-8 zijn gemaakt. Hij en zijn medewerkers realiseerden zich toen dat Himawari-8 ook een constant beeld van Betelgeuze had gedurende vier jaar terug tot 2017.
Himawari-8's dagelijkse observaties van Betelgeuze waren een voordeel ten opzichte van elke andere telescoop, die Betelgeuze slechts een deel van de tijd kon observeren. Himawari-8 zou de ster zelfs in de zomer kunnen observeren, wanneer de ster te dicht bij de zon staat voor waarnemingen van zichtbare golflengten. De satelliet onthulde dat de ster zelf 140 °C afkoelde. Dit was voldoende om stralingswarmte naar een nabijgelegen warme gaswolk te verminderen, waardoor de wolk afkoelde en condenseerde tot verduisterend stof dat detecteerbaar is op mid-infrarode golflengten. Taniguchi's team berekent dat zowel de afkoeling van de ster als de vorming van de stofwolk bijna in gelijke mate hebben bijgedragen aan wat astronomen de "Grote Dimming" noemen.
“Prachtig resultaat”
“Het is echt een prachtig resultaat”, zegt Montargès, die niet bij dit laatste onderzoek betrokken was. “De methode die ze gebruiken is heel origineel.”
De waarnemingen van Himawari-8 suggereren ook dat er 10 maanden voor het dimmen iets gebeurde met de atmosferische structuur van Betelgeuze. Watermoleculen op de ster die normaal gesproken absorptielijnen in het spectrum van de ster zouden creëren, veranderden plotseling om in plaats daarvan emissielijnen te vormen, wat aangeeft dat iets hen energie had gegeven.
Hoewel er geen hard bewijs is voor wat er is gebeurd, speculeert Taniguchi dat "een onregelmatige pulsatie zou kunnen hebben geleid tot de temperatuurdaling op het oppervlak van de ster en het optreden van een schokgolf die een gaswolk van de ster zou kunnen uitstoten". Deze schokgolf zou door de wolk kunnen zijn gegaan en de waargenomen overgang van absorptie naar emissie van opmerkelijke spectraallijnen hebben veroorzaakt.
Montargès is het ermee eens dat dit een redelijk idee lijkt. Hij stelt dat convectiecellen die opborrelen op het oppervlak van de ster, de fotosfeer genaamd, de enige plausibele verklaring zijn.
Fotosferische activiteit
"De gaswolk kan alleen afkomstig zijn uit de fotosfeer en de enige fotosferische activiteit die we detecteren komt van de convectie, de krachtige beweging van het gas", zegt hij.
Het is te vroeg om te zeggen of dit normaal gedrag is voor een rode superreus als Betelgeuze. Montargès zinspeelt op een andere mogelijke verduistering in de jaren veertig, maar verder is er in meer dan twee eeuwen van toezicht op Betelgeuze en andere rode superreuzen niets zoals het Grote Verduisteren gezien. Het kan zijn dat dergelijke gebeurtenissen zich hebben voorgedaan bij andere rode superreuzen, alleen dat we ze hebben gemist vanwege hun relatief korte duur.
Nieuw bewijs ondersteunt dark-spot-theorie voor Betelgeuze's 'Great Dimming'
"Alvorens te concluderen dat het een algemeen gedrag is voor deze klasse van sterren, moeten we het ergens anders observeren", zegt Montargès.
Ondertussen maken Taniguchi en collega's volop gebruik van Himawari-8 om andere sterren te volgen. Ze hebben nieuwe projecten geïnitieerd om een catalogus te maken van de variabiliteit van verouderde sterren in infrarood licht, en om te zoeken naar nieuwe klassen van objecten die variabel zijn bij infrarode golflengten.
"Al deze projecten gebruiken dezelfde satelliet, Himawari-8", zegt Taniguchi. "Ik hoop dat enkele andere wetenschappers ook hun eigen projecten zullen starten met behulp van Himawari-8 of andere weersatellieten."
Het onderzoek is beschreven in Natuurastronomie.
