Záhada najjasnejšej hviezdy je vyriešená. Už sa vie, prečo Betelgeuze pohasla

Veľké pohasnutie Betelgeuze miatlo astronómov. Hviezda, ktorá je zvyčajne jednou z najjasnejších na oblohe, začala potemnievať v septembri 2019. Do februára 2020 sa stlmila o 35 percent, čo bolo správanie, ktoré sa predtým nikdy nepozorovalo.

Kombinácia prachu a ochladenia

Fotografie povrchu hviezdy nasnímané pomocou Veľkého teleskopu Európskeho južného observatória zreteľne ukazujú zmeny jasu Betelgeuze. Podľa týchto nových údajov uverejnených v časopise Nature je podľa astronómov najlepším vysvetlením plyn kondenzujúci na prach v dôsledku ochladenia povrchu.

Je to vzrušujúce, pretože by nám to mohlo pomôcť pochopiť proces, ktorý je už dlho záhadou. Ako hmotné hviezdy vyvrhujú svoju hmotu predtým, ako vybuchnú do supernovy.

„Boli sme svedkami vzniku takzvaného hviezdneho prachu,“ uviedol astrofyzik Miguel Montargès z francúzskeho Observatoire de Paris a KU Leuven v Belgicku.

Keď astronómovia pozorovali pohasínanie Betelgeuze, boli tu dvaja hlavní uchádzači o jeho príčinu - ochladenie povrchu hviezdy alebo prachový mrak vymrštený hviezdou, keď prechádza stratou hmoty.

Zdroj: ESO/M. Montargès et al.

​Červené obry ako Betelgeuze sú nestabilné. Je to životná etapa pre hviezdy, ktoré majú asi 8 až 35-násobok hmotnosti Slnka. Horia veľmi horúco a majú relatívne krátku dĺžku života.

Mladšia ako Slnko

Predpokladá sa, že Betelgeuze je stará iba 8 až 8,5 milióna rokov. Na porovnanie Slnko je staré približne 4,6 miliárd rokov a je iba v polovici svojho života.

Asi pred 40 000 rokmi sa Betelgeuze premenila na červeného superobra. Teraz hviezde došiel vodík v jadre a fúziou mení hélium na uhlík a kyslík.

Tiež sa stiahlo jadro hviezdy, ktoré privádza viac vodíka do oblasti bezprostredne okolo jadra a vytvára vodíkový plášť. Ten sa zlúči do hélia, ktoré sa potom vyhodí do jadra, aby podporilo fúziu hélia.

Hviezda nakoniec dosiahne bod, v ktorom jej jadro nemá dostatočné teplo a tlak na to, aby pokračovalo v spájaní prvkov, a prejde supernovou, ktorá sa zmení na neutrónovú hviezdu alebo čiernu dieru. To sa však istý čas nestane.

Ale skôr ako tieto hviezdyprejdu supernovou, vyhodia hmotu do okolitého vesmíru a rozšíria sa okolo všetkých tých ťažkých prvkov, ktoré spojili vo svojich jadrách. O tomto procese sa veľa nevie.

Záhada straty ich hmoty

„Jednou z hlavných záhad o červených obroch je, že nevieme, ako sa spúšťa ich strata hmoty,“ uviedol Montargès pre ScienceAlert.

"Vieme, že sa to deje, ale nerozumieme mechanizmu, ktorý umožňuje materiálu opustiť fotosféru hviezdy. Tu sme mohli byť svedkami intenzívnejšej epizódy úbytku Betelgeuze, alebo možno pravidelného mechanizmu. V skutočnosti by mohla strácať svoju hmotu takto neustále, ale iba v iných smeroch, čo nespôsobuje žiadne pohasnutie.“

Podľa predchádzajúcej analýzy uskutočnenej pomocou snímok z Hubblovho vesmírneho teleskopu sa oblak prachu javil ako pravdepodobný. Pomocou snímok z Veľkého teleskopu to mohol Montargès a jeho tím rozšíriť.

Pretože Betelgeuze je taká veľká a tak blízko k Zemi - podľa najnovšieho merania je táto vzdialenosť 548 svetelných rokov a veľkosť hviezdy je 764-krát väčšia ako veľkosť Slnka - javí sa to prostredníctvom teleskopu ako disk. To znamená, že Veľký teleskop dokázal jasne ukázať, že pohasínanie bolo lokalizované na južnú pologuľu hviezdy.

Sledujú ju aj ďalej

Pomocou modelovania potom Montargès a jeho tím preskúmali možnosti. Ich výsledky naznačovali, že pokles jasu bol výsledkom chladenia aj prachu. Podľa ich zistení Betelgeuze vyhodila bublinu plynu nejaký čas pred pohasínaním. To pozoroval Hubblov teleskop.

„Pomocou neho sme mohli vidieť materiál, ktorý opúšťal povrch hviezdy a pohyboval sa von atmosférou, skôr ako sa vytvoril prach, ktorý spôsobil, že sa hviezda zmenšila,“ uviedla astrofyzička Andrea Dupreeová z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ktorá pracovala na oboch štúdiách.

Neskôr, keď sa oblasť fotosféry hviezdy ochladila na správnom mieste, bol pokles teploty dostatočný na to, aby niektoré z parných prvkov v bubline, ako napríklad kremík, kondenzovali a stvrdli na zrnká prachu. Bol to tento oblak prachu, ktorý zakrýval svetlo hviezdy.

Tím dúfa, že tieto informácie im pomôžu nájsť príznaky podobnej straty hmotnosti aj u ďalších červených obrov. Medzitým budú Betelgeuze astronómovia naďalej sledovať, či nejaví známky iného podivného správania.

"Už dlho som chcel byť svedkom straty hmoty červeného superobra. Tu to vidíme v zornom poli a deje sa to na najslávnejšom červenom superobrovi zo všetkých: Betelgeuse. Stále tomu neverím," povedal Montargès.