Toen Betelgeuze, een heldere oranje ster in het sterrenbeeld Orion, werd eind 2019 en begin 2020 zichtbaar donkerder, de astronomie gemeenschap was verbaasd. Een team van astronomen heeft nu nieuwe beelden van het oppervlak van de ster gepubliceerd. genomen met behulp van de Very Large Telescope van de European Southern Observatory (ESO's VLT), die duidelijk laten zien hoe de helderheid veranderde. Het nieuwe onderzoek onthult dat de ster gedeeltelijk werd verborgen door een stofwolk, een ontdekking die het mysterie van het Grote Verduisteren van Betelgeuze oplost.

De dip in helderheid van Betelgeuze - een verandering die zelfs met het blote oog waarneembaar is - bracht Miguel Montargès en zijn team ertoe om ESO's VLT eind 2019 op de ster te richten. Een afbeelding van december 2019, in vergelijking met een eerdere foto gemaakt in januari van hetzelfde jaar, toonde aan dat het stellaire oppervlak aanzienlijk donkerder was, vooral in de zuidelijke regio. Maar de astronomen wisten niet precies waarom.

Het team bleef de ster observeren tijdens zijn Great Dimming, het vastleggen van twee andere nooit eerder vertoonde beelden in januari 2020 en maart 2020. Tegen april 2020, de ster was teruggekeerd naar zijn normale helderheid.

"Voor een keer, we zagen het uiterlijk van een ster veranderen in realtime op een schaal van weken, " zegt Montarges, van het Observatoire de Paris, Frankrijk, en KU Leuven, België. De nu gepubliceerde afbeeldingen zijn de enige die we hebben die laten zien dat het oppervlak van Betelgeuze in de loop van de tijd in helderheid verandert.

In hun nieuwe studie vandaag gepubliceerd in Natuur , het team onthulde dat het mysterieuze dimmen werd veroorzaakt door een stoffige sluier die de ster in de schaduw stelde, die op zijn beurt het gevolg was van een temperatuurdaling op het steroppervlak van Betelgeuze.

Het oppervlak van Betelgeuze verandert regelmatig als gigantische gasbellen bewegen, krimpen en zwellen in de ster. Het team concludeert dat enige tijd voor de Great Dimming, de ster wierp een grote gasbel uit die zich ervan verwijderde. Toen een stukje van het oppervlak kort daarna afkoelde, die temperatuurdaling was genoeg om het gas te condenseren tot vast stof.

"We zijn rechtstreeks getuige geweest van de vorming van zogenaamd sterrenstof, " zegt Montarges, wiens studie bewijs levert dat stofvorming zeer snel en dicht bij het oppervlak van een ster kan plaatsvinden. "Het stof dat wordt uitgestoten door koele geëvolueerde sterren, zoals de uitwerping die we zojuist hebben gezien, zou kunnen uitgroeien tot de bouwstenen van aardse planeten en leven, " voegt Emily Cannon toe, van de KU Leuven, die ook bij het onderzoek betrokken was.

In plaats van alleen het resultaat van een stoffige uitbarsting, er werd online gespeculeerd dat Betelgeuze's daling van de helderheid zou kunnen wijzen op zijn naderende dood in een spectaculaire supernova-explosie. Er is sinds de 17e eeuw geen supernova meer waargenomen in onze melkweg, dus hedendaagse astronomen weten niet helemaal zeker wat ze kunnen verwachten van een ster in de aanloop naar een dergelijke gebeurtenis. Echter, dit nieuwe onderzoek bevestigt dat Betelgeuze's Great Dimming geen vroeg teken was dat de ster op weg was naar zijn dramatische lot.

Getuige zijn van het dimmen van zo'n herkenbare ster was opwindend voor zowel professionele als amateurastronomen, zoals samengevat door Cannon:"Als ik 's nachts naar de sterren kijk, deze kleine, twinkelende lichtpuntjes lijken eeuwigdurend. Het dimmen van Betelgeuze doorbreekt deze illusie."

Het team gebruikte het Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE)-instrument op ESO's VLT om direct het oppervlak van Betelgeuze in beeld te brengen, naast gegevens van het GRAVITY-instrument van ESO's Very Large Telescope Interferometer (VLTI), om de ster tijdens het dimmen in de gaten te houden. De telescopen, bij ESO's Paranal Observatory in de Atacama-woestijn in Chili, waren een "essentieel diagnostisch hulpmiddel bij het blootleggen van de oorzaak van deze dimmende gebeurtenis, ", zegt Cannon. "We waren in staat om de ster niet alleen als een punt te observeren, maar ook om de details van het oppervlak op te lossen en deze gedurende de hele gebeurtenis te observeren, " voegt Montargès toe.

Montargès en Cannon kijken uit naar wat de toekomst van de astronomie, in het bijzonder wat ESO's Extremely Large Telescope (ELT), zullen meenemen naar hun studie van Betelgeuze, een rode superreus. "Met de mogelijkheid om ongeëvenaarde ruimtelijke resoluties te bereiken, de ELT zal ons in staat stellen om Betelgeuze direct in opmerkelijk detail af te beelden, ", zegt Cannon. "Het zal ook het aantal rode superreuzen aanzienlijk uitbreiden waarvoor we het oppervlak kunnen oplossen door middel van directe beeldvorming, ons verder helpen om de mysteries achter de winden van deze massieve sterren te ontrafelen."

Dit onderzoek werd gepresenteerd in de paper "Een stoffige sluier die Betelgeuse in de schaduw stelt tijdens zijn grote verduistering" om te verschijnen in Natuur .