Astronomowie odkryli zagadkę pociemnienia Betelgezy

Analizując dane z HST i innych obserwatoriów, astronomowie doszli do wniosku, że jasny czerwony nadolbrzym Betelgeza w 2019 roku stracił znaczną część swojej widocznej powierzchni i wytworzył olbrzymi powierzchniowy wyrzut masy (SME). Jest to coś, czego nigdy wcześniej nie widziano w zachowaniu normalnej gwiazdy.

Ilustracja przedstawia zmiany jasności czerwonej nadolbrzyma Betelgeza po tytanicznym wyrzucie masy dużego fragmentu jej widocznej powierzchni.
Źródło: NASA, ESA, Elizabeth Wheatley (STScI).

Nasze Słońce rutynowo zdmuchuje część swojej delikatnej zewnętrznej atmosfery, korony, w zdarzeniu znanym jako koronalny wyrzut masy (CME). Ale SME Betelgezy zdmuchnęło 400 miliardów razy więcej masy niż typowe CME!

Potworna gwiazda wciąż dochodzi do siebie po tym katastrofalnym wstrząsie. Betelgeza nadal robi bardzo nietypowe rzeczy; wnętrze jakby trochę podskakuje – powiedziała Andrea Dupree z Centrum Astrofizyki | Harvard & Smithsonian w Cambridge, Massachusetts.

Nowe obserwacje dostarczają wskazówek, jak czerwone nadolbrzymy tracą masę w późnym okresie swojego życia, gdy ich piece do syntezy jądrowej wypalają się, zanim eksplodują jako supernowe. Wielkość utraty masy znacząco wpływa na ich los. Jednak zaskakująco rozdrażnione zachowanie Betelgezy nie jest dowodem na to, że gwiazd wkrótce wybuchnie. Tak więc zdarzenie utraty masy niekoniecznie jest sygnałem zbliżającej się eksplozji.

Dupree zbiera teraz wszystkie kawałki układanki dotyczące buńczucznego zachowania gwiazdy przed, po i w trakcie erupcji w spójną historię nigdy wcześniej nie widzianej tytanicznej konwulsji u starzejącej się gwiazdy.

Nigdy wcześniej nie widzieliśmy ogromnego wyrzutu masy z powierzchni gwiazdy. Pozostajemy z czymś, co się dzieje, czego do końca nie rozumiemy. To zupełnie nowe zjawisko, które możemy obserwować bezpośrednio i analizować szczegóły powierzchni za pomocą Hubble’a. Obserwujemy ewolucję gwiazdy w czasie rzeczywistym – powiedziała Dupree.

Tytaniczny wybuch w 2019 roku został prawdopodobnie wywołany przez pióropusz konwekcyjny o średnicy ponad półtora miliona kilometrów, bulgoczącym z głębi wnętrza gwiazdy. Wywołał on wstrząsy i pulsacje, które zdmuchnęły kawałek fotosfery pozostawiając gwiazdę z dużą chłodną powierzchnią pod obłokiem pyłu, który został wytworzony przez stygnący fragment fotosfery. Betelgeza walczy teraz o powrót do zdrowia po tym urazie.

Ważący mniej więcej kilka razy więcej niż nasz Księżyc, odłamany kawałek fotosfery wyleciał w przestrzeń kosmiczną i schłodził się tworząc obłok pyłu, który zablokował światło gwiazdy widziane przez ziemskich obserwatorów. Przyćmienie, które rozpoczęło się pod koniec 2019 roku i trwało przez kilka miesięcy, było łatwo zauważalne nawet przez obserwatorów podwórkowych obserwujących zmianę jasności gwiazdy. Jedną z najjaśniejszych gwiazd na niebie, Betelgezę, można łatwo znaleźć w prawym ramieniu konstelacji Oriona.

Jeszcze bardziej fantastyczne jest to, że 400-dniowa pulsacja nadolbrzyma zniknęła, być może przynajmniej tymczasowo. Przez prawie 200 lat astronomowie mierzyli ten rytm, widoczny w zmianach jasności Betelgezy i ruchach jej powierzchni. Jego zaburzenie świadczy o dzikościach wybuchu.

Dupree sugeruje, że wewnętrzne komórki konwekcyjne gwiazdy, które napędzają regularną pulsację, mogą być poruszane jak niewyważona pralka. Widma Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph (TRES) i Hubble’a sugerują, że wewnętrzne warstwy mogą wrócić do normy, ale powierzchnia wciąż się trzęsie, gdy fotosfera się odbudowuje.

Chociaż na naszym Słońcu zdarzają się koronalne wyrzuty masy, które zdmuchują niewielkie fragmenty zewnętrznej atmosfery, astronomowie nigdy nie byli świadkami, by tak duża część widocznej powierzchni gwiazdy została wyrzucona w przestrzeń kosmiczną. Dlatego też powierzchniowe wyrzuty masy i koronalne wyrzuty masy mogą być różnymi zdarzeniami.

Betelgeza jest teraz tak ogromna, że gdyby zastąpiła Słońce w centrum naszego Układu Słonecznego, jej zewnętrzna powierzchnia rozciągałaby się poza orbitę Jowisza. Dupree użyła Hubble’a do rozwiązania problemu gorących punktów na powierzchni gwiazdy w 1996 roku. Był to pierwszy bezpośredni obraz gwiazdy innej niż Słońce.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba może być w stanie wykryć wyrzuconą materię w świetle podczerwonym, gdy będzie się ona dalej oddalała od gwiazdy.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Czarna dziura wyrzuca gwiezdne szczątki

Astronomowie potwierdzają istnienie kosmicznej super-pustki, która podważa nasze rozumienie ciemnej energii

Astronomowie są świadkami, jak umierająca gwiazda osiąga swój koniec