Mystery of Betelgeuses dyk i lysstyrke løst

Når Betelgeuse, en lys orange stjerne i stjernebilledet Orion, blev synligt mørkere i slutningen af ​​2019 og begyndelsen af ​​2020, astronomisamfundet var forundret. Et hold af astronomer har nu offentliggjort nye billeder af stjernens overflade, taget ved hjælp af European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO's VLT), der tydeligt viser, hvordan dens lysstyrke ændrede sig. Den nye forskning afslører, at stjernen var delvist skjult af en sky af støv, en opdagelse, der løser mysteriet om den store dæmpning af Betelgeuse.

Betelgeuses dyk i lysstyrke - en ændring, der kan mærkes selv med det blotte øje - fik Miguel Montargès og hans team til at pege ESO's VLT mod stjernen i slutningen af ​​2019. Et billede fra december 2019, sammenlignet med et tidligere billede taget i januar samme år, viste, at stjernens overflade var betydeligt mørkere, især i den sydlige region. Men astronomerne var ikke sikre på hvorfor.

Holdet fortsatte med at observere stjernen under dens store dæmpning, tage to andre aldrig før-sete billeder i januar 2020 og marts 2020. Inden april 2020, stjernen var vendt tilbage til sin normale lysstyrke.

"For en gangs skyld, vi så udseendet af en stjerne ændre sig i realtid på en skala af uger, " siger Montargès, fra Observatoire de Paris, Frankrig, og KU Leuven, Belgien. De billeder, der nu er offentliggjort, er de eneste, vi har, der viser, at Betelgeuses overflade ændrer sig i lysstyrke over tid.

I deres nye undersøgelse, offentliggjort i dag i Natur , holdet afslørede, at den mystiske dæmpning var forårsaget af et støvet slør, der skyggede for stjernen, hvilket igen var resultatet af et fald i temperaturen på Betelgeuses stjerneoverflade.

Betelgeuses overflade ændrer sig regelmæssigt, når gigantiske bobler af gas bevæger sig, krympe og svulme i stjernen. Holdet konkluderer, at nogen tid før den store dæmpning, stjernen udstødte en stor gasboble, der bevægede sig væk fra den. Da en plet af overfladen kølede ned kort efter, at temperaturfald var nok til, at gassen kunne kondensere til fast støv.

"Vi har direkte været vidne til dannelsen af ​​såkaldt stjernestøv, " siger Montargès, hvis undersøgelse giver bevis for, at støvdannelse kan ske meget hurtigt og tæt på en stjernes overflade. "Støvet drevet ud fra seje udviklede stjerner, såsom udsmidningen, vi lige har været vidne til, kunne fortsætte med at blive byggestenene til jordiske planeter og liv, " tilføjer Emily Cannon, fra KU Leuven, som også var involveret i undersøgelsen.

I stedet for blot resultatet af et støvet udbrud, der var nogle spekulationer online om, at Betelgeuses fald i lysstyrke kunne signalere dens forestående død i en spektakulær supernovaeksplosion. En supernova er ikke blevet observeret i vores galakse siden det 17. århundrede, så nutidens astronomer er ikke helt sikre på, hvad de kan forvente af en stjerne i optakten til en sådan begivenhed. Imidlertid, denne nye forskning bekræfter, at Betelgeuses store dæmpning ikke var et tidligt tegn på, at stjernen var på vej mod sin dramatiske skæbne.

At være vidne til dæmpningen af ​​en så genkendelig stjerne var spændende for både professionelle og amatørastronomer, som opsummeret af Cannon:"Ser op på stjernerne om natten, disse små, blinkende lysprikker virker evige. Nedblændingen af ​​Betelgeuse bryder denne illusion."

Holdet brugte instrumentet Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) på ESO's VLT til direkte at afbilde overfladen af ​​Betelgeuse, sammen med data fra GRAVITY-instrumentet på ESO's Very Large Telescope Interferometer (VLTI), at overvåge stjernen under dæmpningen. Teleskoperne, placeret ved ESO's Paranal Observatory i Chiles Atacama-ørken, var et "vigtigt diagnostisk værktøj til at afdække årsagen til denne dæmpningshændelse, " siger Cannon. "Vi var i stand til at observere stjernen ikke kun som et punkt, men kunne løse detaljerne på dens overflade og overvåge den under hele begivenheden, " tilføjer Montargès.

Montargès og Cannon ser frem til, hvad fremtiden for astronomi, især hvad ESO's Extremely Large Telescope (ELT), vil bringe til deres studie af Betelgeuse, en rød supergigantisk stjerne. "Med evnen til at nå uovertrufne rumlige opløsninger, ELT vil gøre os i stand til direkte at afbilde Betelgeuse i bemærkelsesværdige detaljer, " siger Cannon. "Det vil også betydeligt udvide prøven af ​​røde supergiganter, som vi kan løse overfladen for gennem direkte billeddannelse, yderligere hjælper os med at opklare mysterierne bag disse massive stjerners vinde."

Denne forskning blev præsenteret i papiret "A dusty veil shading Betelgeuse during its Great Dimming" for at blive vist i Natur .