Nowe odkrycia wskazują, że zmienna jasność Betelgezy, wcześniej uważana za sygnalizującą jej nieuchronną eksplozję, jest spowodowana przez gwiazdę towarzyszącą, która wpływa na jej widoczność w świetle poprzez oczyszczanie kosmicznego pyłu.
Z nowego badania zmiennej jasności gwiazdy wynika, że Betelgeza, 10. najjaśniejsza gwiazda na nocnym niebie, być może nie jest bliska wybuchu jako supernowa. Zamiast tego ostatnie badania sugerują, że pulsowanie światła gwiazd Betelgezy jest prawdopodobnie spowodowane obecnością krążącej wokół niej niewidocznej gwiazdy towarzyszącej.
Towarzysz ten, nieformalnie nazwany przez astrofizyka Jareda Goldberga „Betelbuddy”, jest oficjalnie znany jako Alpha Ori B. Okrążając Betelgezę, działa jak pług śnieżny, usuwając pył, który normalnie blokuje część światła, tymczasowo sprawiając, że Betelgeza wydaje się jaśniejsza. Goldberg i jego zespół szczegółowo opisali swoje symulacje tego procesu w artykule, który wkrótce zostanie opublikowany The Dziennik astrofizyczny.
„Wykluczyliśmy każde wewnętrzne źródło zmienności, o jakim mogliśmy pomyśleć, dlaczego rozjaśnianie i przyciemnianie zachodzi w ten sposób” – mówi Goldberg, główny autor badania i pracownik naukowy Flatiron w Centrum Astrofizyki Obliczeniowej Instytutu Flatiron. „Jedyna hipoteza, która wydawała się pasować, dotyczyła tego, że Betelgeza ma towarzysza”.
Goldberg jest współautorem badania wraz z Meridith Joyce z Uniwersytetu Wyoming i László Molnárem z Obserwatorium Konkoly w Centrum Badawczym Astronomii i Nauk o Ziemi HUN-REN na Węgrzech.
Odkrywanie „Betelbuddy’ego”
Betelgeza to czerwony olbrzym, którego jasność jest około 100 000 razy większa od naszego Słońca i jest ponad 400 milionów razy większa. Gwiazda zbliża się do końca swojego życia, a kiedy umrze, eksplozja będzie na tyle jasna, że będzie ją można oglądać w ciągu dnia przez wiele tygodni.
Astronomowie mogą przewidzieć, kiedy Betelgeza umrze, skutecznie „sprawdzając jej puls”. Jest gwiazdą zmienną, co oznacza, że staje się jaśniejsza i ciemniejsza, pulsując jak bicie serca. W przypadku Betelgezy istnieją dwa uderzenia serca: jedno pulsujące w skali czasu nieco dłuższej niż rok i drugie pulsujące w skali czasu około sześciu lat.
Jednym z tych uderzeń serca jest podstawowy tryb Betelgezy, wzór rozjaśniania i przyciemniania, nieodłącznie związany z samą gwiazdą. Jeśli podstawowym trybem gwiazdy jest bicie jej serca na dużą skalę, to Betelgeza może być gotowy do wybuchu wcześniej, niż się spodziewano. Jednakże, jeśli jego podstawowym trybem jest bicie serca na krótką skalę, jako kilka badania sugerująwówczas jego dłuższe bicie serca jest zjawiskiem zwanym długim okresem wtórnym. W takim przypadku to dłuższe rozjaśnianie i przyciemnianie byłoby spowodowane czymś zewnętrznym w stosunku do gwiazdy.
Rozwiązanie gwiezdnej tajemnicy
Naukowcy wciąż nie są pewni, co powoduje długie okresy wtórne, ale jedna z wiodących teorii głosi, że powstają one, gdy gwiazda ma towarzysza, który ją okrąża i przebija się przez kosmiczny pył wytwarzany i wydalany przez gwiazdę. Przemieszczony pył zmienia ilość światła gwiazd docierającego do Ziemi, zmieniając pozorną jasność gwiazdy.
Naukowcy sprawdzili, czy długi okres wtórny mógł być spowodowany innymi procesami, takimi jak wzburzenie wnętrza gwiazdy lub okresowe zmiany w potężnym polu magnetycznym gwiazdy. Po połączeniu danych z bezpośrednich obserwacji Betelgezy z zaawansowanymi modelami komputerowymi symulującymi aktywność gwiazdy, zespół doszedł do wniosku, że Betelbuddy jest zdecydowanie najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem.
„Nic więcej się nie dodało” – mówi Goldberg. „Zasadniczo, jeśli nie ma Betelbuddy, oznacza to, że dzieje się coś znacznie dziwniejszego – coś, czego nie da się wyjaśnić obecną fizyką”.
Zespół nie ustalił jeszcze dokładnie, czym jest Betelbuddy, zakładają jednak, że jest to gwiazda o masie nawet dwukrotnie większej od masy Słońca.
„Trudno powiedzieć, czym tak naprawdę jest towarzysz, poza zapewnieniem ograniczeń masy i orbity” – mówi Joyce. „Najbardziej prawdopodobnym typem towarzysza jest gwiazda podobna do Słońca, ale nie jest to wcale jednoznaczne”.
„Bardziej egzotyczna hipoteza, którą osobiście lubię, choć opinie moich współautorów mogą się różnić, głosi, że towarzyszem jest gwiazda neutronowa — rdzeń gwiazdy, która już stała się supernową” – mówi. „Jednak w takim przypadku spodziewalibyśmy się zobaczyć dowody na to w obserwacjach rentgenowskich, a tak się nie stało. Myślę, że powinniśmy poszukać jeszcze raz.
Przyszłe wysiłki w badaniach gwiazd
Następnie zespół wcieli się w paparazzi, próbując zrobić zdjęcia Betelbuddy za pomocą teleskopów, gdyż potencjalne okno widoczności pojawi się około 6 grudnia.
„Musimy potwierdzić, że Betelbuddy rzeczywiście istnieje, ponieważ nasze wyniki opierają się na wnioskowaniu, a nie na bezpośrednim wykryciu” – mówi Molnár. „Dlatego pracujemy teraz nad propozycjami obserwacji”.
Naukowcy zauważają, że badanie to było możliwe wyłącznie dzięki nauce zespołowej.
„Gdyby każdy z nas nie rozważył tego problemu z bardzo różnych punktów widzenia – László jako eksperta w zakresie obserwacji kosmicznych i analizy danych, Jareda jako osoby badającej i symulującej masywne gwiazdy, a ja jako modelarza 1D – ta praca nie byłaby tak skuteczna. możliwe” – mówi Joyce. „Chcę szczególnie podziękować Flatiron Center for Computational Astrophysics za stworzenie środowiska, w którym możliwe jest zgromadzenie tak różnorodnego grona naukowców”.
Zespół jest również podekscytowany nowymi informacjami na temat długo badanego ciała niebieskiego.
Betelgeza „była celem niezliczonych badań od zarania współczesnej astrofizyki” – mówi Molnár. „A jednak wciąż jest miejsce na dokonanie nowych, znaczących odkryć: w tym przypadku gwiazdy podobnej do Słońca ukrywającej się na widoku, w ogromnym blasku czerwonego nadolbrzyma. To właśnie ekscytuje mnie najbardziej.”
Odniesienie: „Przyjaciel Betelgezy: binarność jako pochodzenie długiego okresu wtórnego w α Orionis” autorstwa Jareda A. Goldberga, Meridith Joyce i László Molnára, zaakceptowane, Dziennik astrofizyczny.
DOI: 10.48550/arXiv.2408.09089
