Betelgeza rotuje szybciej, niż spodziewali się astronomowie

Astronom J. Craig Wheeler z Uniwersytetu w Teksasie uważa, że Betelgeza, jasna czerwona gwiazda z ramienia Oriona, może mieć bardziej interesującą przeszłość, niż nam się dotychczas wydawało. Pracując z międzynarodową grupą studentów znalazł dowody na to, że czerwony nadolbrzym mógł powstać jako gwiazda podwójna, a potem wchłonął swojego towarzysza. Badania zostały opublikowane w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Jak na tak dobrze znaną gwiazdę, Betelgeza jest dość tajemnicza. Astronomowie wiedzą, że jest ona czerwonym nadolbrzymem, masywną gwiazdą u kresu swojego życia i tak rozdętą, że jej rozmiar obecnie jest wiele razy większy, niż był oryginalnie. Któregoś dnia wybuchnie jako supernowa ale nikt nie wie, kiedy to nastąpi.

Nowy klucz do przyszłości Betelgezy ma związek jej rotacją. Gdy gwiazda rozdyma się, stając się nadolbrzymem, jej tempo rotacji powinno zwalniać. Z obserwacji wynika, że Betelgeza wiruje 150 razy szybciej niż jakakolwiek pojedyncza gwiazda. Do badania Betelgezy Wheeler wraz ze studentami z zespołu użył programu do modelowania komputerowego, zwanego MESA. Po raz pierwszy użyto go do modelowania tempa rotacji wspomnianego czerwonego nadolbrzyma.

Wheeler, próbując wyjaśnić zaskakujące tempo rotacji Betelgezy zaczął spekulować: “Załóżmy, że Betelgeza miała towarzysza, gdy już powstała. Załóżmy, że krążył on po jej orbicie, której rozmiary były porównywalne z dzisiejszą wielkością Betelgezy. Potem Betelgeza przeszła w stan czerwonego nadolbrzyma, pochłaniając swojego towarzysza.”

Astronom wyjaśnia, że moment pędu gwiezdnego towarzysza mógł zostać przeniesiony do zewnętrznej otoczki Betelgezy, przyspieszając w ten sposób jej rotację. Z jego szacunków wynika, że towarzysz naszego nadolbrzyma miał masę Słońca, co by tłumaczyło aktualne tempo rotacji na poziomie 15 km/s. Chociaż jest to ciekawy pomysł, na razie nie ma dowodów potwierdzających tę teorię.

Jeżeli Betelgeza pochłonęła swojego towarzysza, jest bardzo prawdopodobnym, że wydarzenie takie skutkowałoby wyrzuceniem materii w przestrzeń. Wiedząc, z jaką prędkością materia odrywa się od czerwonego nadolbrzyma (około 10 km/s) Wheeler stwierdził, że jest w stanie oszacować, w jakiej odległości od Betelgezy materia powinna się dzisiaj znajdować. Przeglądając literaturę dotyczącą Betelgezy zauważył, że za gwiazdą znajduje się powłoka materii, nieznacznie tylko bliżej, niż to, co odgadł.

Zdjęcie Betelgezy w podczerwieni uzyskane w 2012 roku przez Leen Decin z University of Leuven w Belgii przy pomocy teleskopu Herschela pokazuje dwie wzajemnie ze sobą oddziałujące powłoki materii po jednej stronie gwiazdy. Są różne interpretacje tego, co widać na zdjęciu. Jedna z nich sugeruje, że materia tworzy łuk wywołany falą uderzeniową powstałą w wyniku przepychania się atmosfery Betelgezy przez ośrodek międzygwiazdowy.

Nikt nie jest pewien do końca, co wywołało tę strukturę ale na pewno coś się stało około 100.000 lat temu, gdy Betelgeza przechodziła w stan czerwonego nadolbrzyma. Fakt połknięcia towarzysza przez Betelgezę może tłumaczyć jej ogromne tempo rotacji oraz powłoki materii, które obserwujemy.

Wheeler wraz ze swoim zespołem kontynuuje badania nad Betelgezą. Do badania planują wykorzystać astrosejsmologię. Będą szukać fal dźwiękowych docierających z powierzchni gwiazdy aby zbadać, co dzieje się w jej wnętrzu. Korzystając z MESA spróbują się dowiedzieć, co by było, gdyby Betelgeza jednak posiadała towarzysza, który został przez nią pochłonięty.

Źródło:
Obserwatrium McDonalda

Opracowanie:

Agnieszka Nowak

Urania - Postępy Astronomii