Betelgeuze herstelt nog steeds van gigantische uitbarsting
Betelgeuze, een rode superreus die zich op een afstand van ongeveer 650 lichtjaar in het sterrenbeeld Orion bevindt, onderging een historische verduistering tussen december 2019 en maart 2020. Er werden voorafgaand, tijdens en na deze verduistering veel waarnemingen van het spectrum van d ester gedaan. Deze waarnemingen laten zien dat er een aanzienlijke uitstoot van materie aan het oppervlak plaatsvond en zich door de uitgebreide atmosfeer van Betelgeuze naar buiten bewoog.
Betelgeuze is de op een na helderste ster in het sterrenbeeld Orion. Het is een rode superreus op een afstand van ongeveer 650 lichtjaar van de Aarde. De ster is ook bekend als Alpha Orionis en HD 39801 en heeft een diameter van 1400 keer de Zon. Met een lichtkracht van meer dan 100.000 keer de Zon is het ook een van de helderste sterren die we kennen.
Betelgeuze is slechts ongeveer 8 miljoen jaar oud maar nadert wel al het einde van zijn leven. Binnen afzienbare tijd (astronomisch gezien) zal de ster als supernova exploderen. Als dat gebeurt kunnen we de supernova vanaf de Aarde gemakkelijk zien, zelfs bij daglicht.
De ster vertoont periodieke helderheidsveranderingen die al omstreeks 1830 door de Engelse astronoom John Herschel werden opgemerkt.
In december 2019 en in het eerste kwartaal van 2020 werd de ster onverwachts veel zwakker. Tussen 7 en 13 februari 2020 werd er een historisch laag minimum bereikt.
Volgens Dr. Andrea Dupree, astronoom aan het Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics en hoofdauteur van het artikel, blijft Betelgeuze op dit moment een aantal zeer ongebruikelijke dingen doen; het binnenste van de ster stuitert als het ware op en neer.
De nieuwe waarnemingen leveren aanwijzingen op over hoe rode sterren laat in hun leven, voordat ze als supernova exploderen, massa verliezen als hun kernfusie-ovens bijna door hun brandstof heen zijn. De hoeveelheid massaverlies heeft een grote invloed op hun lot.
Het verrassend nukkige gedrag van Betelgeuze is echter geen bewijs dat de ster binnenkort zal ontploffen. Dus het massale massaverlies is niet noodzakelijk een signaal van een op handen zijnde explosie.
In hun studie analyseerden Dr. Dupree en collega’s nieuwe spectroscopische gegevens en beelden van de Hubble Space Telescope, het STELLA robotische observatorium, de Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph (TRES) van de Fed L. Wipple sterrenwacht, de ruimtesonde STEREO-A van de NASA en gegevens van de American Association of Variable Star Observers (AAVSO).
Volgens Dr. Dupree is er nog nooit een enorme uitstoot van massa van het oppervlak van een ster gezien en volgens de onderzoekers is er iets aan de hand wat ze nog niet helemaal begrijpen en is het een totaal nieuw fenomeen dat met de Hubble direct kan worden waargenomen. Volgens de onderzoekers kijken ze in realtime naar de evolutie van sterren.
De massa uitstoot van Betelgeuze werd mogelijk veroorzaakt door een convectieve pluim, meer dan een miljoen kilometer breed, die diep in de ster opborrelde.
Die pluim veroorzaakte schokken en pulsaties die het stuk van de fotosfeer wegsloegen en de ster achterliet met een groot koeloppervlak onder de stofwolk die werd geproduceerd door het afkoelende stuk fotosfeer. De ster heeft nu moeite om te herstellen van deze blessure.
Het afgebroken stuk fotosfeer, dat ongeveer een paar keer zo zwaar is als de Maan, snelde de ruimte in en koelde af om zo een stofwolk te vormen die het licht van de ster blokkeerde zoals gezien vanaf de Aarde.
De pulsatieperiode van 400 dagen van de superreus is nu, voorlopig althans, verdwenen.
De interne convectiecellen van de ster, die de regelmatige pulsaties aandrijven, kunnen nu vermoedelijk rondklotsen als de trommel van een wasmachine die in onbalans is.
De spectra van Hubble en TRES impliceren dat de buitenste lagen misschien weer normaal zijn, maar het oppervlak stuitert nog steeds als een bord gelatine terwijl de fotosfeer zichzelf weer herstelt.
Het onderzoek zal in de Astrophysical Journal worden gepubliceerd.
Artikel: Andrea K. Dupree et al. 2022. The Great Dimming of Betelgeuse: a Surface Mass Ejection (SME) and its Consequences. ApJ, in press; arXiv: 2208.01676
Eerste publicatie: 12 augustus 2022
Bron: Hubble & anderen