Undersøgelse af den supergigantiske stjerne Betelgeuse afslører årsagen til dens pulseringer

Betelgeuse er normalt en af ​​de lyseste, mest genkendelige stjerner på vinterhimlen, markerer venstre skulder af stjernebilledet Orion. Men på det seneste, den har opført sig mærkeligt:​​et hidtil uset stort fald i dens lysstyrke er blevet observeret i begyndelsen af ​​2020, hvilket har givet anledning til spekulationer om, at Betelgeuse kan være ved at eksplodere.

For at finde ud af mere, et internationalt hold af videnskabsmænd, herunder Ken'ichi Nomoto ved Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), gennemførte en streng undersøgelse af Betelgeuse. De konkluderede, at stjernen er i den tidlige kernehelium-brændende fase (som er mere end 100, 000 år før en eksplosion sker) og har mindre masse og radius - og er tættere på Jorden - end tidligere antaget. De viste også, at mindre lysstyrkevariationer af Betelgeuse er blevet drevet af stjernernes pulseringer, og foreslog, at den seneste store dæmpningsbegivenhed involverede en støvsky.

Forskerholdet ledes af Dr. Meridith Joyce fra Australian National University (ANU), som var inviteret foredragsholder på Kavli IPMU i januar 2020, og inkluderer Dr. Shing-Chi Leung, en tidligere Kavli IPMU-projektforsker og en nuværende postdoktor ved California Institute of Technology, og Dr. Chiaki Kobayashi, en lektor ved University of Hertfordshire, som har været tilknyttet medlem af Kavli IPMU.

Holdet analyserede lysstyrkevariationen af ​​Betelgeuse ved at bruge evolutionære, hydrodynamisk og seismisk modellering. De opnåede en klarere idé end før om, at Betelgeuse i øjeblikket brænder helium i sin kerne. De viste også, at stjernernes pulseringer drevet af den såkaldte kappa-mekanisme får stjernen til kontinuerligt at lysne eller falme med to perioder på 185 (+/-13,5) dage og cirka 400 dage. Men det store fald i lysstyrken i begyndelsen af ​​2020 er uden fortilfælde, og er sandsynligvis på grund af en støvsky foran Betelgeuse, som det ses på billedet.

Deres analyse rapporterede en nuværende masse på 16,5 til 19 solmasser - hvilket er lidt lavere end de seneste skøn. Undersøgelsen afslørede også, hvor stor Betelgeuse er, samt dens afstand fra Jorden. Stjernens faktiske størrelse har været lidt af et mysterium:tidligere undersøgelser, for eksempel, foreslog, at den kunne være større end Jupiters kredsløb. Imidlertid, holdets resultater viste, at Betelgeuse kun strækker sig ud til to tredjedele af det, med en radius på 750 gange solens radius. Når først stjernens fysiske størrelse er kendt, det vil være muligt at bestemme dens afstand fra Jorden. Så langt, holdets resultater viser, at det er kun 530 lysår fra os, eller 25 procent tættere på end tidligere antaget.

Deres resultater tyder på, at Betelgeuse slet ikke er tæt på at eksplodere, og at det er for langt fra Jorden til, at den endelige eksplosion kan få væsentlig indflydelse her, selvom det stadig er en rigtig stor sag, når en supernova går i gang. Og da Betelgeuse er den nærmeste kandidat til sådan en eksplosion, det giver os en sjælden mulighed for at studere, hvad der sker med stjerner som denne, før de eksploderer.