Is Betelgeuze misschien een dubbelster?

Een stellaire begeleider zou het patroon van af en toe dimmen van de rode superreus kunnen verklaren, maar astronomen zijn niet overtuigd.

Het jarenlange patroon van dimmen en weer helder worden van de enorme ster Betelgeuze kan te wijten zijn aan een veel kleinere ster die om de rode superreus draait. Dit meldt een team van astronomen.

De begeleidende ster, als die bestaat, heeft ongeveer dezelfde massa als onze Zon en kan de Lange Secundaire Periode van Betelgeuze verklaren: een cyclus van 2170 dagen (6 jaar) waarin de superreus dimt en weer helderder wordt. Betelgeuze is niet synchroon met zichzelf: zijn fundamentele modus (d.w.z. de primaire manier waarop een ster pulseert of trilt) duurt slechts 402 dagen, veel sneller dan dit andere, tragere pulsatiepatroon. Het onderzoeksteam veronderstelt  dat een tweede, kleinere ster in een dubbelstersysteem met Betelgeuze verantwoordelijk zou kunnen zijn voor die dissonante patronen. Het onderzoek, geplaatst op de preprintserver arXiv, is nog niet door vakgenoten beoordeeld.

Volgens de astronomen zal een begeleider de beide sterren rond hun gemeenschappelijke zwaartepunt laten draaien, wat de snelheidsvariaties verklaart, en het zal een effect hebben op het stof rond Betelgeuze, wat de helderheidsvariaties verklaart. Dit verandert, aldus de onderzoekers, absoluut hoe we naar Betelgeuze kijken: het was in eerste instantie moeilijk te bevatten dat een ster die zo goed is bestudeerd een nog onontdekte begeleider kan hebben.

Betelgeuze is een 10 miljoen jaar oude ster (erg jong vergeleken met de 4,5 miljard jaar van de Zon) die ongeveer 642 lichtjaar van de Aarde is verwijderd en die bijzonder helder is aan de nachtelijke sterrenhemel. Betelgeuze heeft een massa tussen de 15 en 20 zonsmassa, afhankelijk welk onderzoek je erbij neemt. Maar één feit is onbetwist: de reuzenster opereert op geleende tijd en zal uiteindelijk exploderen in een bulderende supernova, de gebeurtenis die het einde van het leven van een zware ster markeert en waarbij er een neutronenster of een zwart gat achterblijft.

Betelgeuze verbrandt zijn brandstof veel sneller dan onze Zon. Wanneer Betelgeuze geen brandstof meer heeft zal de ster zijn buitenste lagen afstoten en wat er dan nog van de ster over is zal instorten tot een ultradichte neutronenster of een zwart gat, afhankelijk van de hoeveelheid materiaal die niet in de supernova zelf terechtkomt.

Als Alpha Ori B, waaraan het onderzoeksteam de bijnaam “BetelBuddy” heeft toegekend, wordt gevonden, zou dat absoluut bevestigen dat de Lange Secundaire Periode de periodiciteit van 2100 dagen is en de periodiciteit van 420 dagen de fundamentele modus is en die plaatst Betelgeuze stevig in de fase dat de ster helium omzet in zijn kern. Als Betelgeuze zich in die fase bevindt heeft de ster nog ongeveer 100.000 jaar te gaan voordat er een supernova komt.

De laatste jaren is Betelgeuze zich vreemd gaan gedragen. Van eind 2019 tot begin 2020 dimde de ster tot slechts 40% van zijn normale helderheid. Later stelden wetenschappers vast dat de verduistering werd veroorzaakt door een groot stuk oppervlaktemateriaal dat door de ster werd uitgestoten en vervolgens afkoelde tot een stofwolk die de ster voor waarnemers op Aarde verduisterde.

Jared Goldberg, hoofdauteur van het artikel, geeft aan dat sommige astronomen hebben gesuggereerd dat de Lange Secundaire Periode’s van sterren worden veroorzaakt door zwakke begeleidende sterren die stof achter zich aan slepen en zo de grotere ster verduisteren. Het team ontdekte echter dat Betelgeuze en andere sterren met LSP’s dimmen wanneer hun begeleidende sterren zich achter de primaire ster bevinden. Dat betekent dat het stof slepen niet verantwoordelijk kan zijn. Maar na het overwegen van andere verklaringen zette het team extra in op de hypothese van een begeleider: een begeleider zou het stof gravitationeel kunnen moduleren, of het bestralen, in plaats van het achter zich aan te slepen.

Volgens de andere astronomen moet er rekening mee worden gehouden dat er in de 20^ste eeuw verschillende beweringen zijn gedaan over de detectie van Alpha Ori B. Die claims bleken allemaal onjuist te zijn. Maar het zou niet verrassend zijn dat Betelgeuze een metgezel zou hebben. Het is een enorme ster en statistieken laten zien dat dergelijke sterren zelden zonder zus of broer worden geboren.

Astronomen willen allemaal de metgezel van Betelgeuze vinden. als die echt bestaat dan zou dat wel gevolgen kunnen hebben voor ons begrip van rode superreuzen.

Afgelopen jaar stelde een team van onderzoekers dat Betelgeuze veel eerder een supernova zou worden dan eerdere schattingen: in slechts tientallen jaren, of misschien een paar eeuwen, in plaats van in tienduizenden jaren. Maar andere astronomen verzetten zich en zeiden dat Betelgeuze zich stevig in de heliumverbrandingsfase bevindt in plaats van de kernkoolstofverbrandingsfase die het einde der tijden voor de superreus zou markeren.

De metgezel zelf heeft geen invloed op de vraag of Betelgeuze morgen of over 100.000 jaar explodeert maar de ontdekking van de metgezel helpt astronomen wel om beter te voorspellen wanneer Betelgeuze zal exploderen.

Maar het zal heel erg lastig worden om de begeleider te ontdekken end at komt omdat Betelgeuze zelf zo enorm helder is. Een kleinere ster ter grootte van de Zon ernaast kan bijna niet te detecteren zijn.

Gelukkig laat “bijna ondetecteerbaar” ruimte over, meer ruimte dan donkere materie, die letterlijk onzichtbaar is. De onderzoekers willen dezelfde technieken toepassen als die gebruikt worden voor het detecteren van exoplaneten bij andere sterren. Sommige van die exoplaneten worden gevonden als ze voorlangs hun gaststerren bewegen, de planeten blokkeren de hoeveelheid licht van de ster end at bewijst dan hun bestaan.

Artikel: Jared A. Goldberg, Meridith Joyce, László Molnár. A Buddy for Betelgeuse: Binarity as the Origin of the Long Secondary Period in α  Orionis

Eerste publicatie: 15 september 2024
Bron: gizmodo & anderen