Mimo że nie od dziś astronomowie badają przestrzeń kosmiczną, poznając zachodzące w niej procesy, ta wciąż potrafi ich nieźle zaskakiwać. Do takiego zaskoczenia doszło chociażby pod koniec ubiegłego roku, gdy jedna z najjaśniejszych gwiazd na niebie – Betelgeza – nagle, cóż, tymczasowo przestała świecić tak jasno, jak wcześniej. Długo nikt nie był w stanie tego dziwnego zachowania wyjaśnić, aż do teraz.
Tajemnica rozwikłana
Obserwacje przeprowadzone z pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a pokazały, że za niespodziewany spadek jasności Betelgezy odpowiadała najpewniej ogromna ilość gorącej materii wyrzuconej przez nią w kosmos. Materia ta utworzyła gigantyczny obłok pyłu, który blokował część światła pochodzącego z gwiazdy.
Przypomnijmy, że gdy jasność Betelgezy spadła, początkowo spekulowano na przykład o tym, ze ta może wkrótce zakończyć swój żywot, stając się supernową. Później, gdy okazało się, że w istocie doszło do obniżenia jasności tylko fragmentu gwiazdy, zaczęto podejrzewać, iż na powierzchni Betelgezy pojawiła się gigantyczna „plama słoneczna”.
Naukowcy, którzy przeanalizowali dane zebrane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a sugerują, że gigantyczna chmura pyłu, która częściowo zasłoniła Betelgezę, powstała, gdy gorąca plazma uwolniona z dużej komórki konwekcyjnej gwiazdy przeszła przez gorącą atmosferę do chłodniejszych warstw zewnętrznych, gdzie ochłodziła się i przekształciła w ziarna pyłu. Powstała chmura blokowała światło około jednej czwartej powierzchni czerwonego nadolbrzyma w okresie od końca 2019 roku do kwietnia 2020 roku. Właśnie w kwietniu gwiazda powróciła do normalnej jasności.
Powyższa grafika przedstawia proces, który doprowadził do powstania chmury pyłu odpowiadającej za spadek jasności Betelgezy. | Źródło: NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI)
„Z pomocą Teleskopu Hubble’a widzieliśmy, jak materia opuszczała widoczna powierzchnię gwiazdy i przemieszczała się przez atmosferę, aż powstał pył, który doprowadził do spadku jej jasności.”, powiedziała Andrea Dupree, liderka obserwacji przeprowadzonych przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble’a.
Zdarzenie, do którego doszło setki lat temu
Betelgeza to czerwony nadolbrzym zlokalizowany około 640 lat świetlnych z dala od Słońca, w gwiazdozbiorze Oriona. Oznacza to, że w wszystko to, co w ostatnim czasie zaobserwowano na jej powierzchni, w rzeczywistości miało miejsce w XIV wieku.
Badacze nie są pewni, co doprowadziło do uwolnienia przez gwiazdę plazmy, która następnie utworzyła obłok pyłu. Podejrzewa się jedynie, że zdarzenie to mogło mieć związek z faktem, iż Betelgeza jest gwiazdą zmienną. Co to oznacza? Ano to, że Betelgeza regularnie w znaczący sposób zmienia swoją jasność, w ciągu 420-dniowego cyklu.
Betelgeza i chmura pyłu, która ją zasłoniła. Wizja artysty, powstała w oparciu o obserwacje dokonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. | Źródło: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser
Zbliżający się wybuch supernowej wciąż wchodzi w grę?
Co ciekawe, wciąż istnieje możliwość, choć bardzo mała, że nietypowe zachowanie Betelgezy sugeruje, iż ta zbliża się do zakończenia swojego żywota jako supernowa. Jak wyjaśniła Dupree, nikt nie wie, co dzieje się z gwiazdą tuż przed jej transformacją w supernową. To dlatego, że takich zdarzeń nigdy nie zaobserwowano. Dotychczas astronomowie zdołali sfotografować gwiazdy co najwyżej rok przed wybuchem supernowy, a nie kilka tygodni czy dni.
W przyszłości Dupree zamierza wraz ze swoim zespołem dalej obserwować Betelgezę, by monitorować jej jasność – jeśli nie z pomocą Teleskopu Hubble’a to z pomocą obserwatorium STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory). W tej chwili z perspektywy teleskopu Hubble’a Betelgeza znajduje się zbyt blisko Słońca, by jej badania były możliwe. Inaczej jest w przypadku obserwatorium STEREO, którego ostatnie obserwacje pokazały, iż między połową maja a połową lipca jasność Betelgezy ponownie spadła, choć nie tak mocno jak wcześniej.
Wykres przedstawiający wyniki pomiarów jasności Betelgezy, dokonanych z pomocą różnych obserwatoriów w okresie od końca 2018 roku do teraz. Kolorem zielonym i niebieskim przedstawiono pomiary przeprowadzone przy użyciu teleskopów naziemnych, a czerwonym pomiary przeprowadzone z pomocą kosmicznego obserwatorium STEREO. | Źródło: Dupree, et al
Źródło: NASA, fot. tyt. Andrea Dupree (Harvard-Smithsonian CfA), Ronald Gilliland (STScI), NASA, ESA