Astronomowie z Berkeley przez 15 lat obserwowali gwiazdę konstelacji Oriona przy pomocy interferometru podczerwieni ISI (Infrared Spatial Interferometer). Odkryli, że ten czerwony nadolbrzym przez ten czas stale się kurczył – jego rozmiary zmniejszyły się aż o 15%.

„Zaobserwowanie takiej zmiany jest bardzo poruszające” – powiedział Charles Townes, laureat Nagrody Nobla z fizyki w 1964. „Będziemy starannie prowadzić obserwacje przez następne lata, aby zobaczyć czy będzie nadal się kurczyć, czy też powróci do swych poprzednich rozmiarów„.

Pomimo zmniejszającej się wielkości, obserwowana jasność gwiazdy nie zmienia się. „Nie wiemy, dlaczego gwiazda się kurczy” – stwierdził Edward Wishnow z Berkeley. „Chociaż wiemy tak dużo o galaktykach i odległym Wszechświecie, nadal jest wiele rzeczy, których nie wiemy o gwiazdach, w tym, co dzieje się z czerwonymi olbrzymami, które kończą swój żywot„.

Betelgeza była pierwszą gwiazdą, której rozmiar zmierzono. W roku 1921 Francis G. Pease i Albert Michelson używając interferometrii optycznej oszacowali średnicę gwiazdy na podobną do wielkości orbity Marsa. Z zeszłorocznych pomiarów wynika, że odległość do gwiazdy jest większa: nie 430, a 640 lat świetlnych. Spowodowało to wzrost szacowanej średnicy gwiazdy z 3,7 jednostek astronomicznych do 5,5 j.a.

„Od pomiarów z 1921, rozmiary Betelgezy były ponownie badane przez wiele różnych interferometrów z szerokiego zakresu długości fali – ich pomiary różnią się o około 30%” powiedział Wishnow. „Aczkolwiek dla danej długości fali rozmiar nie zmieniał się dużo ponad niepewność pomiaru„.

Ponieważ rozmiar gwiazdy zależy od badanej długości fali, porównanie różnych pomiarów jest trudne. Rzadki gaz w zewnętrznych warstwach emituje oraz absorbuje światło, co czyni określenie brzegu gwiazdy trudnym zadaniem.

ISI składa się z trzech teleskopów, każdy o średnicy 1,65m, będących w odległości 4-70m od siebie. Interferometr łączy światło z par urządzeń w celu wyliczenia różnicy odległości przebytej przez światło pochodzące ze środka gwiazdy i jej brzegu.

Na początku lat '90 Townes i jego współpracownicy zbudowali ISI, który pozwala prowadzić obserwacje w wąskich zakresach pomiędzy liniami spektralnymi. „Prowadziliśmy obserwacje na długości 11 mikrometrów, jest to na tyle duża długość fali, że pozwala na penetrację pyłu, jednocześnie wąski zakres pozwala uniknąć linii widmowych, dzięki czemu widzimy gwiazdę relatywnie niezniekształconą” – stwierdził Townes. „Mieliśmy także szczęści posiadać przyrząd, który pracował w podobny sposób przez 15 lat, zapewniając długie i spójne serie pomiarów, których nie miał nikt inny. Pierwszy pomiar wskazywał na rozmiar podobny do uzyskanego przez Michelsona, ale przez 15 lat zmniejszył się o około 15 procent, zmieniając się systematycznie, przyspieszając jednak z upływem lat„.

Townes i jego zespół zamierzają monitorować Betelgezę w nadziei znalezienia regularności w zmianach rozmiaru. Jednocześnie mają zamiar zwiększyć możliwości ISI przez dodanie spektrometru do interferometru. „Kiedykolwiek patrzysz na rzeczy z większą dokładnością, odnajdujesz więcej niespodzianek i odkrywasz zasadnicze i ważne rzeczy„.

Wyniki badań zostały opublikowane 1 Czerwca w The Astrophysical Journal Letters.