science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een van de helderste sterren aan de hemel evolueert en sterft voor onze ogen

Infraroodlicht uitgezonden door stof rond Betelgeuze in december 2019. Credit:ESO/P. Kervela/M. Montargès et al., Met dank aan:Eric Pantin, CC BY

Niets duurt eeuwig, inclusief de sterren aan onze nachtelijke hemel. Een van de helderdere en opvallendere sterren aan onze hemel is Betelgeuze, de felrode superreus in de schouder van Orion.

Eind 2019 werden astronomen over de hele wereld duizelig van opwinding, omdat we deze gigantische ster zwakker zagen worden dan we hem ooit eerder hebben gezien. Aangezien Betelgeuze zich in de eindfase van zijn leven bevindt, werd er gespeculeerd dat dit voor het einde een doodsrammel zou kunnen zijn.

Maar de oorzaak van de "grote verduistering" was tot nu toe niet helemaal duidelijk. Nieuw preprint-onderzoek in afwachting van peer review, geleid door Andrea Dupree van het Harvard &Smithsonian Center for Astrophysics, heeft de Hubble-ruimtetelescoop gebruikt om een ​​van de grootste astronomische mysteries van deze eeuw te ontdekken:de oorzaak van het plotselinge vreemde gedrag van Betelgeuze.

Een ster op de rand van de dood

Uit dit laatste onderzoek werd ontdekt dat Betelgeuze in 2019 waarschijnlijk een enorme oppervlaktemassa-ejectie (SME) heeft ondergaan. Een KMO vindt plaats wanneer een ster grote hoeveelheden plasma en magnetische flux in de omringende ruimte verdrijft.

We begrijpen niet helemaal wat deze KMO veroorzaakte, maar als ze vergelijkbare voorlopers hebben als de coronale massa-ejecties die we op onze eigen zon hebben gezien, kunnen ze worden veroorzaakt door de destabilisatie van grootschalige magnetische structuren in de corona van de ster.

Artistieke impressie van de nasleep van de SME, waarbij de massa afkoelde en een stofwolk vormde die de ster korte tijd dimde. De onderstaande grafiek schetst de werkelijke en verwachte helderheidsveranderingen van Betelgeuze gedurende deze tijd. Krediet:NASA, ESA, Elizabeth Wheatley (STScI)

Vermoed wordt dat Betelgeuze bij deze opmerkelijke gebeurtenis een groot deel van zijn oppervlaktemateriaal verloor. In feite is de hoeveelheid uitgestoten materiaal het grootste MKB-evenement dat we ooit op een ster hebben gezien, in de moderne astronomie.

Wat echt opmerkelijk is, is dat Betelgeuze 400 miljard keer meer massa heeft uitgestoten dan een typische gebeurtenis op andere sterren. Dit is meerdere keren de massa van de maan, met ongelooflijke snelheden naar buiten geduwd.

Stellaire evolutie in realtime

Betelgeuze lijkt veel op een astronomische jack-in-the-box. Astronomen weten dat het vroeg of laat zal "ploffen" en imploderen in een spectaculaire supernova, maar we weten niet wanneer. (We weten dat als dat zo is, het misschien zelfs zichtbaar is aan de hemel overdag!)

Sterren worden in veel verschillende maten geboren; sommigen beginnen klein en worden groot, terwijl anderen groot worden geboren. Betelgeuze is een rode superreus en zou kleiner zijn begonnen, voordat hij zijn buitenste schil over tientallen miljoenen jaren uitbreidde. Eenmaal grote rode superreuzen hebben niet lang meer de tijd voordat ze een punt bereiken waarop hun kernen ijzer produceren en kernfusie niet langer kunnen volhouden.

De animatie van de kunstenaar toont een close-up van het onregelmatige oppervlak van Betelgeuze. De daling van de helderheid van de ster was het resultaat van een "stoffige sluier" die gevormd werd uit materiaal dat uit de ster kwam en het zuidelijke deel ervan gedeeltelijk verhulde. Krediet:ESO/L. Calçada

We hebben de dood van vele duizenden verre sterren eerder gezien, in sterrenstelsels ver, ver weg. Maar de aantrekkingskracht om het proces bijna in realtime te bestuderen op onze galactische drempel is te mooi om te laten liggen. In onze geweldige buurt biedt Betelgeuze ons de beste kans op succes.

We hebben de geheime levens van sterren samengevoegd door dingen als bolvormige sterrenhopen, verre supernova's en stellaire nevels te bestuderen. Hieruit kunnen we de geboorte, het leven en de dood van een ster begrijpen.

Er zitten echter vaak hiaten tussen. Betelgeuze geeft ons een kijkje in het "voor" van het einde van een ster, de laatste tienduizenden jaren voor de grote gebeurtenis - een oogwenk in astronomische termen.

Met dit laatste resultaat beginnen we al beter te begrijpen hoe grote sterren zoals Betelgeuze massa verliezen door massa-ejecties aan het oppervlak naarmate ze ouder worden. Zoals Dupree uitlegt:"We hebben nog nooit een enorme massa-ejectie van het oppervlak van een ster gezien... Het is een totaal nieuw fenomeen dat we direct kunnen waarnemen en oppervlaktedetails kunnen oplossen met Hubble. We kijken naar stellaire evolutie in realtime."

  • Stellaire evolutie van sterren met een lage massa (linker cyclus) en sterren met een hoge massa (rechter cyclus), zoals Betelgeuze. Krediet:Wikimedia/NASA's Goddard Space Flight Center, CC BY

  • Breedbeeld van het gebied van de hemel waar Betelgeuze zich bevindt, in de 'rechterschouder' van Orion. Krediet:ESO/N. Risinger (skysurvey.org), CC BY

Verrassende nasleep

Een van de meest interessante dingen die we van Betelgeuze zien in de nasleep van zijn oppervlakkige verwonding, is een aanzienlijke versnelling van zijn pulsatiesnelheid.

Al meer dan 200 jaar volgen astronomen het ophelderen en dimmen van Betelgeuze getrouw met behulp van zijn zeer constante cyclus van 400 dagen.

De massale uitstoot van materiaal heeft mogelijk de hele interne structuur van de ster verstoord, waarbij de binnenlagen mogelijk rondklotsen en de typische pulsatiesnelheid verstoren.

De tijd zal leren of het kan herstellen tot pulsatie vóór de uitstoot, aangezien we de helderheid van Betelgeuze nauwlettend blijven volgen.

Hoewel we denken dat Betelgeuze nog niet klaar is om te sterven, zouden we het pas ongeveer 640 jaar later weten. Dankzij de beperkingen van de lichtsnelheid is alles wat we in de kosmos zien een glimp terug in de tijd - zelfs de sterren aan onze nachtelijke hemel. + Verder verkennen

Hubble ziet superreus Betelgeuze langzaam herstellen na het opblazen van zijn top

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.