Betelgeuse on epätavallisen himmeä

Orionin tähdistössä sijaitseva Betelgeuse (a Ori) on himmentynyt viimekuukausina epätavallisen paljon. Himmeneminen on ylittänyt uutiskynnyksen ja aihetta on käsitelty useissa päivälehdissä.

Betelgeuse on riittävän lähellä, jotta se voidaan nähdä suurilla radiokaukoputkilla pintakohteena. Kuva ALMA/Wikimedia Commons

Betelgeuse on punainen superjättiläinen ja tunnetaan supernovakandidaattina, eli sen on ajateltu olevan supernovaräjähdystä edeltävässä tilassa (supernova progenitor)^[1]. Tässä vaiheessa monien tähtien kirkkaus vaihtelee ja näin on myös Betelegeusellakin. Tähden tiedetään sykkivän suurimmalta osaltaan noin 420 (± 15) vrk jaksolla, mutta sillä on myös heikompia jaksoja, joiden pituudet ovat 5–6 vuotta ja 100 –180 vuorokautta. Supernova vaihe toteutuu, kun tähden ydin luhistuu (SN II) energiantuotannon päättyessä.

Betelgeusen kirkkaus saavutti toistaiseksi pienimmät arvonsa tammikuun 17. ja 18 päivinä, jolloin kirkkauksiksi saatiin lukemat 1,494^m ja 1,506^m. Kirkkaudet ovat noin 0,2^m pienempiä kuin jouluun 22. päivän 2019 mitatut arvot.

Betelgeusesta on tehty kirkkaushavaintoja jo 180 vuoden ajan. Aluksi havainnot olivat visuaalisia. AAVSO aloitti säännölliset kirkkausmittaukset 1920-luvulla ja suunnilleen samaan aikaa aloitettiin myös sähköiset fotometriamittaukset. Fotometria muuttui säännölliseksi noin 40 vuotta sitten Villanova observatoriossa, kun Scot Wavker’in ja Edward Guinan aloittaessa mittaukset.

Betelegeusen kirkkauden kehitys lokakuusta 2018 alaken. Kuva AAVSO/Wikimedia Commons.

Betelegeusen kirkkaus on nyt lähellä Bellatrixin (g Ori) kirkkautta 1,62^m. Betelgeusen kirkkauden muutokset eivät ole ainoa tähdessä havaitut muutokset. Lämpötilamittaus on osoittanut, että tähden pintalämpötila on laskenut noin 100 K viime syyskuusta lähtien. Näin nopea muutos selittyy tähden säteen kasvulla, jonka suuruudeksi tutkijat ovat laskeneet noin 9 %. Muutos on odotettuakin, sillä ennen supernovaa tähti on epävakaa ja sen odotetaankin laajenevan. Tähdestä sinkoutuu kaasua ja pieniä pölyhiukkasia (erilaisia metallioksideja) avaruuteen muodostaen laajenevan ja viilenevän pilven tähden ympärille.

Näyttääkin siis siltä, että Betelgeuse on pölläyttänyt harvinaisen tiheän kaasu- ja pölypilven ympärilleen ja himmeneminen voi johtua siitä. Jos taas himmeneminen johtuu 420 vuorokauden muuttumisjaksosta, niin silloin sen syvin vaihe asettuu tammi-helmikuun vaihteeseen. Jos himmeneminen jatkuu vielä helmikuun alkupuolen jälkeenkin, tutkijat joutuvat miettimään aivan uusia malleja kirkkauden vähenemiselle.

Betelgeuse Euroopan Eteläisen Observatorin VLT -kaukoputkella kuvattuna. Kuva ESO /Wikimedia Commons.

Huomaukset

[1] Supernovaksi päätyvät tähden (SN II supernova progenitor) laajenevat voimakkaasti tähden ytimessä tapahtuvien ydinfuusioiden siirtyessä käyttämään raskaampia alkuaineita energiantuotantoon. Aikaa myöten fuusioon osallistuu aina vain raskaampia alkuaineita, kunnes ytimeen muodostuu rautaa. Raudan fuusio edelleen raskaimmiksi alkuaineiksi vaatii energiaa (eikä se tuota sitä), joten energiantuotanto tyrehtyy ja ydin luhistuu aluksi neutronitähdeksi ja hetkeä myöhemmin mahdolliseksi mustaksi aukoksi. Ytimen ulkopuoliset tähden kerrokset putoavat aluksi kohti muodostunutta neutronitähteä mutta sinkoutuvat lopulta törmäyksen aiheuttamien shokkiaaltojen vaikutuksesta avaruuteen.