Verklaring gevonden voor het plotseling zwakker worden van Betelgeuze
Astronomen schrijven het onverwachte dimmen van Betelgeuze toe aan een gigantische gasachtige oprisping die een stofwolk vormde die ons zicht op de rode superreus gedeeltelijk vertroebelde.
Dit lichtzwakker worden van betelgeuze begon eind 2019 en eindigde in maart 2020. Gedurende deze tijd werd Betelgeuze, de tiende helderste ster aan de nachtelijke hemel en zichtbaar in het sterrenbeeld Orion, merkbaar donkerder, zelfs met het blote oog. Op zijn hoogtepunt zagen astronomen de normale helderheid van de ster maar liefst 40% afnemen.
Deze vreemde, onverwachte episode werd niet meteen begrepen en het leidde tot allerlei speculaties. Er kwam een theorie naar boven die stelde dat Betelgeuze te maken had met enorme zonnevlekken. Weer een andere theorie stelde dat de oud ester, die ongeveer 548 lichtjaar van de Aarde is verwijderd, op het punt stond om als een supernova te exploderen en te overlijden.
Tegelijkertijd suggereerde vroeg bewijs dat een enorme stofwolk verantwoordelijk was voor het dimmen, maar ander werk wees op een meetbare afkoeling van de ster die eveneens als mogelijke oorzaak werd genoemd. Blijkt dat deze twee schijnaar niet aan elkaar gerelateerde waarnemingen toch veel met elkaar hebben te maken. Dit schrijven onderzoekers in een publicatie die vandaag in Nature verscheen.
Het lijkt er nu op dat Betelgeuze ongeveer een jaar voor de sterke helderheidsafname een periode van massaverlies heeft meegemaakt waarbij de ster een enorme gasbel produceerde. De auteurs van het nieuwe artikel beweren nu dat een opkomende koude plek op het zuidelijk halfrond van de ster verantwoordelijk was voor de waargenomen temperatuurdaling waardoor het uitgestoten gas in stof veranderde. De resulterende gaswolk vertroebelde tijdelijk ons zicht op de gigantische ster wat resulteerde in een periode dat de ster veel minder helder was. De nieuwe studie werd geleid door Miguel Montargès van de Parijse sterrenwacht.
Gegevens verzameld door de Very Large Telescope van de ESO leverden nieuwe beelden van het oppervlak van de ster op waardoor het team veranderingen in de helderheid van het object in de loop van de tijd kon volgen. In 2020 was Montargès coauteur van een artikel dat beweerde dat stof de oorzaak was van het zwakker worden van Betelgeuze. Hij geeft aan dat de eerste spectrale signatuur die door de Hubble Space Telescope werd waargenomen alleen kon worden gebruikt om de aanwezigheid van een passerende gaswolk in de chromosfeer van de ster (de warme laag boven de ster) aan te tonen. Met behulp van het SPHERE-instrument van de Very Large Telescope van de ESO meer dan alleen een puntbron. Ze zagen de geometrie van de ster die een beter zicht op de stofwolk en het daaropvolgende dimmen bood, samen met een zicht op het proces over kleine tijdsschalen.
Een beeld van december 2019 werd vergeleken met een beeld dat in januari 2019 werd gemaakt en dat bevestigt dat het oppervlak donkerder was geworden en dan vooral op het zuidelijk halfrond. Twee nieuwe beelden, de ene genomen in maart 2020 en de andere in april 2020 toonden dat de ster terugkeerde naar zijn normale helderheid.
Volgens de onderzoekers was het essentieel om de gebeurtenis in de loop van de tijd te zien evolueren. Met behulp van duizenden modellen kunnen ze nu rapporteren dat het een conjunctie was van een plaatselijke afkoeling van het oppervlak van de ster en een stofwolk voor de ster.
Het nieuwe artikel ondersteunt inderdaad de heersende gasbeltheorie waarbij betelgeuze een enorme gasbel heeft geproduceerd die miljoenen kilometers ver weg is gereisd. Toen kort daarna een stukje van het oppervlak van de ster afkoelde zorgde de resulterende temperatuurdaling ervoor dat het gas condenseerde tot stof. De onderzoekers keken letterlijk naar de vorming van sterrenstof waarvan sommige uiteindelijk de bouwstenen zouden kunnen vormen van asteroïden, rotsachtige planeten en zelfs leven.
Het nieuwe bewijs is een bevestiging dat periodes van massaverlies bij rode superreuzen intenser zijn dan eerder werd gedacht. Dit zal astronomen helpen om de mechanismes achter het massaverlies beter te begrijpen en om het lot van rode reuzen beter te kunnen voorspellen zoals wanneer ze als supernova zouden kunnen exploderen en wat er daarna zal overblijven zoals een zwart gat of een neutronenster.
Dat het zwakker worden van de ster niet onmiddellijk verband houdt met een supernova-explosie is misschien een teleurstelling maar astronomen hopen dat soortgelijke gebeurtenissen ook bij andere rode superreuzen waargenomen kunnen worden.
Knipperende oftewel veranderlijke sterren worden tegenwoordig met een verrassende regelmaat gedocumenteerd. De uitdaging is nu voor wetenschappers om de oorzaken verder te lokaliseren en te bepalen hoe ze verband kunnen houden. De wetenschap van superreuzen wordt eindelijk volwassen, aldus astronomen.
Eerste publicatie: 16 juni 2021
Bron: ESO en anderen
