Veliko zatamnjenje Betelgeusea

Krajem 2019. Betelgeuse je naglo oslabila, a nagađanja o skoroj eksploziji stigla su prije objašnjenja opažanja.

Ukratko

  • Betelgeuse je između kraja 2019. i početka 2020. doživjela iznimno duboko zatamnjenje vidljive svjetlosti.
  • U veljači 2020. izmjeren je minimum od oko 1,6 prividne magnitude.
  • Snimke su pokazale nejednoliko promijenjenu fotosferu i prašinu uz zvijezdu.
  • Istraživanja povezuju događaj s izbačenim plinom, hlađenjem i stvaranjem prašine; nema pokazatelja da je zatamnjenje najavilo skoru supernovu.

Betelgeuse je crveni superdiv u Orionu, čija se svjetlina mijenja i u uobičajenim ciklusima. U drugoj polovici 2019. njezin je sjaj počeo opadati neuobičajeno brzo. Do veljače 2020. zvijezda je bila vidljivo slabija nego inače. Budući da je masivna zvijezda u kasnoj evolucijskoj fazi, nagađanja o neposrednoj eksploziji supernove proširila su se prije nego što su astronomi mogli utvrditi što se zbivalo na njezinoj površini i u atmosferi.

Pad sjaja na više valnih duljina

Sustavna mjerenja pokazala su da se zatamnjenje razvijalo tijekom više mjeseci, a ne kao kratkotrajni bljesak ili prekid opažanja. Betelgeuse je dosegnula minimum vidljive svjetline početkom veljače. U radu objavljenom 2021. Miguel Montargès i suradnici usporedili su slike dobivene instrumentom SPHERE na Vrlo velikom teleskopu. Na njima se vidi da sjaj nije jednoliko oslabio po cijelom zvjezdanom disku: jedna je strana bila znatno tamnija.

Različite valne duljine pomogle su razlikovati moguća objašnjenja. Hlađenje fotosfere smanjuje emitiranje vidljive svjetlosti, dok oblak prašine može tu svjetlost zakloniti, a sam se zagrijavati i emitirati infracrveno zračenje. Opažanja infracrvenim instrumentom MATISSE iz 2020. omogućila su prikaz strukture zvijezde i okolne prašine u više epoha. Slika uz članak uspoređuje prosinac 2018., veljaču 2020. i prosinac 2020.; donji red prikazuje raspodjelu silicijeva monoksida, molekule koja može sudjelovati u nastanku zrnaca prašine.

Oblak koji je zaklonio zvijezdu

Montargès i suradnici zaključili su da se prašina nalazila na našem vidnom pravcu prema Betelgeuseu. Njihovo tumačenje povezuje tamniji dio zvjezdanog diska s hladnijim područjem te s materijalom koji je zvijezda izbacila. Kako se plin udaljavao i hladio, mogao je stvoriti prašinu koja je zaklonila dio vidljive svjetlosti. Nije riječ o tome da se cijela zvijezda ugasila: mjerenja upućuju na promjene i na površini i u okolnoj materiji.

Istraživači su analizirali i podatke japanskog meteorološkog satelita Himawari-8. Taniguchi i suradnici 2022. zaključili su da su sniženje efektivne temperature i povećano upijanje svjetlosti prašinom mogli pridonijeti zatamnjenju u sličnim omjerima. Rezultati različitih instrumenata zato se nadopunjuju: optička mjerenja pokazuju koliko je zvijezda oslabila, a infracrvena i spektralna opažanja daju tragove o temperaturi i prašini.

Što događaj govori o superdivovima

Veliko zatamnjenje nije bilo dokaz da će Betelgeuse uskoro eksplodirati. Crveni superdivovi gube masu i mijenjaju atmosferu, a ovaj je događaj dao rijedak uvid u takve procese u stvarnom vremenu. Mjerenja pomažu proučavati kako izbačeni materijal prelazi u prašinu i kako se zvjezdana površina mijenja prije završnih evolucijskih faza.

I dalje se razrađuju detalji: koliko je prašine nastalo, kako je raspoređena i koji je točno proces pokrenuo izbacivanje plina. Za odgovor su potrebna dugotrajna opažanja i modeli koji povezuju fotosferu, atmosferu i prašinu. Najbolje potkrijepljeno objašnjenje velikog pada sjaja uključuje i hladnije područje i oblak prašine, dok sama mogućnost buduće supernove ne određuje kada će se ona dogoditi.

Kronologija

  1. 2019.: Betelgeuse počinje neuobičajeno slabjeti u vidljivom području spektra.
  2. Studeni 2019. – ožujak 2020.: Traje razdoblje velikog zatamnjenja.
  3. 7.–13. veljače 2020.: Mjerenja bilježe minimum vidljive svjetline od približno 1,6 magnitude.
  4. 2021.: Montargès i suradnici objavljuju snimke i tumačenje prašinom.
  5. 2022.: Taniguchi i suradnici objavljuju analizu mjerenja satelita Himawari-8.
  6. 2023.: ESO objavljuje infracrvene usporedne snimke Betelgeusea prije, tijekom i nakon zatamnjenja.

Ključne osobe

  • Miguel Montargès: Vodio je analizu izravnih snimki Betelgeusea tijekom zatamnjenja.
  • Yuta Taniguchi: Vodio je analizu opažanja satelita Himawari-8.
  • Pierre Kervella: Suautor je istraživanja strukture zvijezde i njezine prašine.

Što se zna

  1. Betelgeuse je značajno oslabila između kraja 2019. i početka 2020.
  2. Minimum vidljive svjetline izmjeren je u veljači 2020.
  3. Snimke su pokazale nejednoliku promjenu sjaja po zvjezdanom disku.
  4. Uz zvijezdu je opažena prašina, a analize su razmatrale i promjenu temperature.

Otvorena pitanja

  • Koliki su bili zasebni doprinosi prašine i hlađenja fotosfere?
  • Koji je proces pokrenuo izbacivanje materijala iz Betelgeusea?

Teorije

  • Izbačeni plin ohladio se i oblikovao oblak prašine koji je zaklonio dio vidljive svjetlosti.
  • Veliko hladnije područje fotosfere pridonijelo je padu sjaja.
  • Plimski susret s pratiocem predložen je kao mogući uzrok, ali nije glavno objašnjenje opažanja.

Povezane priče

Za daljnje istraživanje

Izvori