När Betelgeuse blev allt svagare i slutet av 2019 riktade Miguel Montargès och hans forskarkollegor ESO:s VLT mot stjärnan. Förändringen kunde även ses med blotta ögat. Jämfört med en bild av stjärnan tagen i januari 2019 visar en bild från december samma år att dess yta var betydligt mörkare. Det var särskilt dess södra del som var mörkare. Men forskarna visste inte säkert varför. Supernovaexplosion på gång? Påverkad av främmande intelligenser?
När Betelgeuse tappade i ljusstyrka i slutet av 2019 och början av 2020 blev astronomerna överraskade. Det är en en ljusstark orange stjärna i stjärnbilden Orion, Ett forskarlag har nu publicerat nya bilder av stjärnans yta. Bilderna är tagna med Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) som tydligt visar hur stjärnans ljusstyrka förändrades. Resultaten visar att Betelgeuse delvis skymdes av ett stoftmoln, vilket förklarar stjärnans dramatiska försvagning.
Astronomerna fortsatte att studera stjärnan under dess djupa försvagningsfas och tog ytterligare bilder i januari 2020 och mars 2020. I april samma år hade stjärnan återfått sin normala ljusstyrka.
“För en gångs skull såg vi en stjärnas utseende förändras i realtid på tidsskalor av några veckor” säger astronomen Montargès, i ett pressmeddelande. Han arbetar vid Parisobservatoriet i Frankrike och KU Leuven i Belgien. De bilder som publiceras nu är de enda som visar hur Betelegeuses yta förändrades med tiden.
Stoft i atmosfären runt Betelgeuse
I den nya studien som publicerats i Nature visar forskarna att försvagningen orsakades av stoft i stjärnans atmosfär. Detta orsakades i sin tur av att temperaturen på dess yta sjönk.
Ytan på Betelgeuse varierar kontinuerligt på grund enorma gasbubblor som rör sig, sjunker och sväller i stjärnan. Astronomerna drar slutsatsen att Betelgeuse en tid innan försvagningen kastade ut en stor gasbubbla som avlägsnade sig från dess yta. När en region på stjärnans yta strax därefter sjönk i temperatur orsakades en kondensation av stoftpartiklar i gasen.
“Vi har direkt kunnat observera bildningen av stjärnstoft” säger Montargès, vars forskning visar att stoftbildning kan ske mycket snabbt och nära en stjärnas yta.
“Stoft som kastas ut från äldre kalla stjärnor, som det utkast vi har observerat, kan framgent bilda de byggstenar som krävs för utvecklingen av jordlika planeter och liv” menar forskaren Emily Cannon från KU Leuven.
Spekulation om supernovaexplosion
Istället för en försvagning orsakad av stoft spekulerades det på internet om fenomenet kunde orsakas av Betelgeuses kommande död i en spektakulär supernovaexplosion.
Den senaste supernovan som observerades i vår galax Vintergatan framträdde under 1600-talet. Något som gör att astronomerna inte är helt säkra på vilka signaler de ska leta efter precis innan en sådan extrem händelse sker. Men den nya studien visar att ljusstyrkeminskningen inte hade något att göra med stjärnans framtida supernovautbrott.
Den dramatiska minskningen i ljusstyrka hos en så stark stjärna engagerade såväl professionella astronomer som amatörastronomer. “När man tittar upp mot stjärnhimlen kan man få intrycket att stjärnorna är eviga och oföränderliga. Försvagningen hos Betelgeuse motsäger denna illusion” säger Cannon.
Nya astronomiska instrument
Forskarna använde SPHERE-instrumentet (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) på ESO:s VLT för att direkt avbilda Betelgeuses yta. GRAVITY-instrumentet på ESO:s Very Large Telescope Interferometer (VLTI) användes för att följa stjärnan under fenomenets gång. Teleskopen, som är belägna på ESO:s Paranalobservatorium i Chiles Atacamaöken, var “kritiska verktyg för att diagnostisera orsaken till händelsen” enligt Cannon.
“Vi kunde observera stjärnan inte bara som en punkt, utan som en glob med föränderliga detaljer på ytan”, tillägger Montargès.
Både Montargès och Cannon ser med förhoppning fram emot de resultat som framtida astronomiska instrument kommer bidra med förståelse. Däribland en ökad förståelse av den röda superjättestjärnan Betelgeuse. Särskilt nämner de ESO:s Extremely Large Telescope (ELT),
“Den oöverträffade vinkelupplösningen hos ELT kommer ge oss möjlighet att direkt avbilda stjärnan i fantastisk detaljrikedom” säger Cannon. “Teleskopet kommer också att utöka antalet röda superjättar som vi kan studera ytan på, och hjälpa oss att avslöja deras mysterier”.