Zespół astronomów opublikował nowe zdjęcia powierzchni gwiazdy, wykonane przy pomocy należącego do ESO teleskopu VLT, które wyraźnie pokazują, w jaki sposób zmieniła się jasność obiektu. Nowe badania wskazują, że gwiazd została częściowo przesłonięta przez obłok pyłu. To odkrycie rozwiązuje zagadkę „Wielkiego Pociemnienia” Betelgezy.

Spadek jasności Betelgezy — zmiana zauważalna nawet gołym okiem — zainspirował Miguela Montargèsa i jego zespół do skierowania teleskopu VLT w stronę gwiazdy pod koniec 2019 roku. Zdjęcie z grudnia 2019 roku, gdy porównamy je z wcześniejszą fotografią wykonaną w styczniu tego samego roku, pokazało iż powierzchnia gwiazdy była znacznie ciemniejsza, szczególnie w rejonie południowym. Ale astronomowie nie byli pewni dlaczego.

Badacze kontynuowali obserwacje gwiazdy podczas Wielkiego Pociemnienia, uzyskując dwa kolejne obrazy w styczniu 2020 roku i marcu 2020 roku. W kwietniu 2020 roku gwiazda powróciła do swojej normalnej jasności.

„Po raz pierwszy widzieliśmy jak wygląd gwiazdy zmienia się w czasie rzeczywistym w skali tygodni” mówi Montargès z Observatoire de Paris we Francji i KU Leuven w Belgii. Opublikowane zdjęcia są jedynymi, które pokazują zmiany jasności powierzchni Betelgezy w czasie.

W swoich badaniach, które opublikowano zdzisiaj w Nature, grupa badawcza wykazała, że tajemnicze pociemnienie był spowodowana pyłową zasłoną przyćmiewającą gwiazdę, która  z kolei było wynikiem spadku temperatury gwiazdowej powierzchni Betelgezy.

Powierzchnia Betelgezy regularnie zmienia się, gdy poruszają się gigantyczne bąble gazu – kurcząc się i puchnąc w gwieździe. Naukowcy uważają, że jakiś czas przed Wielkim Pociemnieniem Gwiazda wyrzuciła olbrzymi gazowy bąbel, który się od niej oddalał. Gdy krótko po tym fragment powierzchni ochłodził się, spadek temperatury był wystarczający do tego, aby gaz skondensował w pył.

„Byliśmy bezpośrednio świadkami formowania się tak zwanego gwiezdnego pyłu” mówi Montargès, którego badania dostarczyły dowodu na to, że powstawanie pyłu może zachodzić bardzo szybko i blisko powierzchni gwiazdy. „Pył wyrzucony z chłodnych, wyewoluowanych gwiazd, taki jak wyrzut, którego właśnie byliśmy świadkami, może stać się budulcem planet typu ziemskiego i życia” dodaje Emily Cannon z KU Leuven, która także była zaangażowana w badania.

Zamiast wytłumaczenia jedynie wynikiem pyłowego wyrzutu, pojawiły się spekulacje online, że spadek jasności Betelgezy może być sygnałem nieuchronnej śmierci gwiazdy w spektakularnej eksplozji supernowej. W naszej galaktyce nie obserwowano supernowej od  XVII wieku, a więc współcześni astronomowie nie są do końca pewni czego się spodziewać od gwiazdy przygotowującej się do takiego wydarzenia. Jednak najnowsze badania potwierdzają, że Wielkie Pociemnienie Betelgezy nie było wczesną oznaką, że zmierza ona ku swojemu dramatycznego losowi.

Bycie świadkiem pociemnienia tak rozpoznawalnej gwiazdy było ekscytujące zarówno dla astronomów zawodowych, jak i miłośników astronomii. Wyraża to Cannon: „Gdy patrzymy w nocy na rozgwieżdżone niebo, te maleńkie, migoczące punkciki światła wydają się wieczne. Pociemnienie Betelgezy przełamuje tę iluzję.”

Aby bezpośrednio zobrazować powierzchnię Betelgezy, zespól używał instrumentu Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) na należącym do ESO teleskopie VLT, a także danych z instrument GRAVITY na Interferometrze VLT (VLTI), aby monitorować gwiazdę w trakcie pociemnienia. Teleskopy te, zlokalizowane w należącym do ESO Obserwatorium Paranal na chilijskiej pustyni Atakama, były “niezbędnym narzędziem diagnostycznym w odkryciu przyczyny zjawiska pociemnienia” mówi Cannon. „Byliśmy w stanie obserwować gwiazdę nie jako punkt, ale rozdzielić szczegóły jej powierzchni i monitorować w trakcie zdarzenia” dodaje Montargès.

Montargès i  Cannon czekają na to, co przyniesie przyszłość astronomii, szczególnie co Ektremalnie Wielki Teleskop (ELT), budowany przez ESO, przyniesie dla badań Betelgezy yczerwonego nadolbrzyma. „Z możliwościami osiągnięcia niezrównanej przestrzennej zdolności rozdzielczej, ELT pozwoli nam bezpośrednio fotografować Betelgezę w niezwykłych szczegółach” mówi Cannon. „Również znacząco poszerzy próbkę czerwonych nadolbrzymów, dla których możemy rozdzielić powierzchnię poprzez bezpośrednie obrazowanie, co pomoże nam w poznaniu tajemnic wiatrów tych masywnych gwiazd.”
Więcej informacji

Wyniki badań przedstawiono w artykule “A dusty veil shading Betelgeuse during its Great Dimming” (https://doi.org/10.1038/s41586-021-03546-8), który ukaże się w Nature.

Artykuł na stronach ESO - Tutaj.

Zdjęcie: ESO