ZNANSTVENICI su konačno uspjeli riješiti tajnu promjena u sjaju Betelgeza, jedne od najvećih poznatih zvijezda.
Ukratko bi se moglo reći da je veliki pad u sjaju zabilježen krajem 2019. i početkom 2020., koji je potaknuo veliki interes u znanstvenoj zajednici i u javnosti, uzrokovan izbacivanjem golemih količina materijala koji su u atmosferi zvijezde zasjenili njezinu površinu.
Preciznije, površina zvijezde na mjestu na kojem je izbačen materijal malo se ohladila, zbog čega se izbačeni plin brže ohladio i kondenzirao. Kondenzacijom se pretvorio u neprozirnu prašinu, koja se, pak, ispriječila na putu svjetlosti između Betelgeza i Zemlje. Rezultat je bio pad u sjaju, koji se mogao vidjeti golim okom.
Nagađanja o mogućoj eksploziji Betelgeza
Nedugo nakon što je pad sjaja Betelgeza prvi put zabilježen, pojavila su se nagađanja da bi on mogao signalizirati njegovu skoru smrt u spektakularnoj eksploziji supernove. U našoj galaksiji supernova je posljednji put zabilježena u 17. stoljeću, tako da suvremeni astronomi nisu u potpunosti sigurni kakve bi promjene na zvijezdi mogli očekivati uoči takvog događaja. Novo istraživanje pokazalo je da Betelgezovo veliko zatamnjenje ipak nije bilo rani znak da zvijezda ide prema svojoj dramatičnoj sudbini.
Betelgez je stara divovska crvena zvijezda (relativno stara jer takve goleme zvijezde traju vrlo kratko), koja je narasla do nevjerojatne veličine zahvaljujući složenim evolucijskim promjenama u nuklearnim procesima koji se zbivaju u njenoj unutrašnjosti. Toliko je velika da bi, kada bi se nalazila na mjestu Sunca, zauzela cijeli unutrašnji dio Sunčevog sustava sve do orbite Jupitera - njezin je promjer čak 700 puta veći od Sunčevog. Taj supergigant jedna je od najvećih i najsjajnijih zvijezda na noćnom nebu vidljivih golim okom. Na valnim duljinama infracrvenog dijela spektra bliskog vidljivom svjetlu najsjajnija je zvijezda na noćnom nebu. Nalazi se u zviježđu Oriona na udaljenosti od samo 725 svjetlosnih godina od nas.
Očekuje se da će eksplodirati u narednih 100.000 godina, no nitko ne zna kada točno. Kada se to dogodi, njezin bi sjaj na našem nebu trebao nadmašiti sjaj Mjeseca. Spada u pulsirajuće poluregularne promjenjive zvijezde jer je izložena složenim višestrukim ciklusima povećavanja i smanjenja svjetline zbog promjena u veličini i temperaturi. Pulsirajuće zvijezde su vrsta promjenljivih zvijezda koje se nadimaju i skupljaju, što uzrokuje promjene u njihovom sjaju.
Promatranje promjene u "stvarnom vremenu"
Pad u sjaju naveo je krajem 2019. Miguela Montargèsa i njegov tim znanstvenika da Vrlo veliki teleskop (VLT) Europske južne promatračnice (ESO) usmjere prema zvijezdi. Snimke iz prosinca 2019. u usporedbi s ranijima iz siječnja te godine pokazale su da je površina Betelgeza znatno tamnija, posebno u južnim područjima. No astronomi nisu bili sigurni zašto je to tako.
Tim je nastavio promatrati zvijezdu tijekom njezina Velikog zatamnjivanja, snimivši još dvije fotografije u siječnju 2020. i ožujku 2020. Do travnja 2020. zvijezda se vratila na normalne razine sjaja.
"Konačno smo vidjeli zvijezdu čiji se izgled mijenjao u stvarnom vremenu na ljestvici koja se mjerila u tjednima", rekao je Montargès iz Observatoire de Paris u Francuskoj.
Naravno, kada se kaže u stvarnom vremenu, treba imati na umu da se promjena na Betelgezu dogodila u našem 13. stoljeću, jer je svjetlosti za putovanje do nas trebalo 725 godina.
Novoobjavljene snimke jasno pokazuju kako se svjetlina površine Betelgeza mijenjala s vremenom (slike dolje).
Stvaranje zvjezdane prašine od kakve inače nastaju planeti i život
U novoj studiji, objavljenoj u srijedu u časopisu Nature, tim je otkrio da je tajanstveno prigušivanje uzrokovano prašnjavim velom koji je zasjenio zvijezdu, a koji je bio rezultat pada temperature na zvjezdanoj površini Betelgeuse.
Površina Betelgeza redovno se mijenja kako se divovski mjehuri plina kreću, skupljaju i bubre unutar zvijezde. Tim zaključuje da je neko vrijeme prije velikog zatamnjenja zvijezda izbacila golemi mjehur plina koji se počeo udaljavati od nje. Kad se nedugo nakon toga dio površine ohladio, smanjenje temperature bilo je dovoljno da se plin kondenzira u čvrstu prašinu.
"Izravno smo svjedočili stvaranju takozvane zvjezdane prašine", kaže Montargès, čija studija pruža dokaze da se stvaranje prašine može dogoditi vrlo brzo i blizu površine zvijezde.
"Prašina izbačena iz hladnih evoluiranih zvijezda, poput izbacivanja kojem smo upravo svjedočili, mogla bi dalje postati građevnim materijalom za stvaranje planeta nalik Zemlji i života na njima", dodala je Emily Cannon iz KU Leuven, koja je također bila uključena u studiju.
Naravno, budući da bi Betelgez trebao eksplodirati u narednih 100-tinjak tisuća godina, od toga neće biti ništa.
Što je supernova?
Supernova je kataklizmična eksplozija zvijezde u kojoj se oslobađa tolika energija da njezin sjaj nadjačava sjaj ostatka galaksije.
Naziv nova dolazi od latinske riječi za "nov", jer se antičkim astronomima koji nisu imali teleskop činilo da su to nove zvijezde, budući da ih prije eksplozija nisu mogli vidjeti na nebu. Prvu je zabilježio grčki astronom Hiparh (190. - 120. pr. n. e.). Supernove se od nova razlikuju po tome što prve eksplodiraju u cijelosti, a druge tek djelomično. Nove također mogu eksplodirati više puta jer izbacuju tek djelić svoje mase.
U eksplozijama nova energija se oslobađa kao elektromagnetsko zračenje, no još mnogo veći dio oslobađa se u obliku kinetičke energije raznih čestica, kao što su neutrini.
Supernova se događa kada masivna zvijezda potroši svoje nuklearno gorivo. Njezin unutrašnji tlak oslabi, što dovodi do kolapsa i potom eksplozije.
Oblak prašine zaklanja svjetlost na putu do Zemlje.
Što bi se dogodilo s nama kada bi Betelgez eksplodirao?
Posljedice eksplozije Betelgeza ne bi trebale biti opasne za život na Zemlji jer se ta zvijezda nalazi izvan zone smrti, koja se proteže na oko 50 svjetlosnih godina oko supernove.
Naime, količine opasnog zračenja koje će nastati u eksploziji na putu do Zemlje toliko će se prorijediti da će ono predstavljati samo zanimljiv spektakl na nebu. Prorjeđenje se zbiva zato što gustoća emitiranog zračenja i čestica pada s udaljenošću na drugu potenciju kako raste oplošje kugle O = 4r2π (grafika dolje).