Obserwacje Teleskopu Hubble’a NASA sugerują, że niedawne, nieoczekiwane ściemnienie nadolbrzyma Betelgezy było spowodowane przez ogromną chmurę materii, którą nadolbrzym wyrzucił w kosmos. Materia utworzyła obłok pyłu, który zablokował światło pochodzące z powierzchni Betelgezy.
Wizja artystyczna przedstawiająca chmurę gazu blokującą światło Betelgezy.
Betelgeza w gwiazdozbiorze Oriona ma masę około 11 razy większą od Słońca, ale ma 900 razy większą objętość. Ten stan informuje nas, że nadolbrzym jest bliski śmierci, która nastąpi w postaci gwałtownej eksplozji supernowej.
Jesienią 2019 roku Betelgeza zaczęła się znacząco ściemniać, tracąc około dwóch trzecich swojej jasności. Ten dramatyczny spadek wywołał spekulacje, że śmierć gwiazdy jest nieuchronna – może nastąpić za kilka tygodni. (Jednak należy pamiętać, że Betelgeza leży około 725 lat świetlnych, to, co dziś obserwujemy, tak naprawdę wydarzyło się wieki temu). Jednak dramatyczny wybuch nie nastąpił. Bezprecedensowe zjawisko ściemnienia gwiazdy trwało do połowy lutego 2020 r. Betelgeza wróciła do normalnej jasności do maja tego roku.
Regeneracja jasności nadolbrzyma wywołała nową falę spekulacji na temat przyczyny tego ściemnienia. Niektórzy naukowcy przypisywali zastój jasności obłokowi pyłu blokującemu światło, podczas gdy inni twierdzili, że równie winne mogłyby być duże plamy na powierzchni Betelgezy. Obserwacje Hubble’a, prowadzone przez Andreę Dupree, zastępcę dyrektora Centrum Astrofizyki na Harvard & Smithsonian (CfA), Cambridge, Massachusetts, wskazują na obłok pyłu pokrywający część gwiazdy.
Obserwacje gwiazdy trwające od września do listopada 2019 roku ujawniły ogromne ilości materii przemieszczającej się z powierzchni Betelgezy do jej zewnętrznej atmosfery z ogromną prędkością – około 320 000 km/h. Najwyraźniej sama gwiazda wyrzuciła z siebie chmurę.
Grafika ilustruje, w jaki sposób południowy region Betelgezy mógł stać się nagle słabszy. Na dwóch pierwszych panelach, widzianych w świetle ultrafioletowym za pomocą Teleskopu Hubble’a, plazma wyrzucana jest z wyłaniającej się ogromnej komórki konwekcyjnej na powierzchni gwiazdy. Na trzecim panelu wyrzucony gaz szybko rozszerza się na zewnątrz. Ochładza się, tworząc ogromną chmurę pyłu. Ostatni panel ukazuje zjawisko z panelu trzeciego widziane z Ziemi.
Nie wiadomo, co spowodowało wybuch. Jednak Dupree i współautor badania Klaus Strassmeier z Instytutu Astrofizyki Leibniza w Poczdamie w Niemczech uważają, że było to prawdopodobnie spowodowane regularnymi pulsacjami Betelgezy.
Nadolbrzym rozszerza się i kurczy w cyklu 420 dni ziemskich. Strassmeier zmierzył prędkość gazu na powierzchni Betelgezy za pomocą zautomatyzowanego teleskopu w Instytucie Leibniza i odkrył, że wybuch nastąpił podczas fazy ekspansji gwiazdy. Gwiazda rozszerzała się w swoim cyklu w tym samym czasie co upwelling komórki konwekcyjnej. Pulsacja rozchodząca się na zewnątrz od Betelgezy mogła pomóc w przepchnięciu przez atmosferę wypływającej plazmy.
Szacuje się, że w ciągu trzech miesięcy od wybuchu nadolbrzym utracił około dwa razy więcej materii z półkuli południowej niż normalnie. Betelgeza, jak wszystkie gwiazdy, cały czas traci masę.
Dupree planuje kontynuować badanie Betelgezy za pomocą Teleskopu Hubble’a, a inni astronomowie bez wątpienia będą uważnie obserwować gwiazdę. Nadolbrzym jest wystarczająco interesujący w swoim obecnym stanie, a jego obserwacje nabrałyby większej wagi, gdyby Betelgeza w najbliższej przyszłości wybuchła.
Obserwatorium Stosunków Słonecznych i Ziemskich NASA (STEREO) wykonało zdjęcia gwiazdy. Z obserwacji tych wynika, że od połowy maja do połowy lipca Betelgeza ponownie przygasła, choć nie tak dramatycznie jak wcześniej. Dupree liczy na to, że wykorzysta STEREO do dalszych obserwacji w celu monitorowania jasności Betelgezy w przyszłym roku, kiedy gwiazda ponownie rozszerzy się, aby zobaczyć, czy wyzwala kolejny wybuch.
