Asztrofizika Mi igaz a Betelgeuse hype-ban - a tudomány spektrumában
Asztrofizika: Mi igaz a Betelgeuse hype-ban
Minden mennyei látvány anyja lenne: az Orion csillagkép Betelgeuse-je, általában az ég egyik legkiemelkedőbb csillaga lesz, szupernóva lesz. Amilyen fényes, mint a telihold, a csillagrobbanás napokig észrevehetően megvilágítja az éjszakát. A laikusok számára ez egy lenyűgöző természeti jelenség, a csillagászok számára az évszázad eseménye: Csak 650 fényév távolságban a robbanás a legszorosabb szupernóva, amelyet valaha megfigyeltek, és a Tejútrendszerünkben az első több mint 400 év alatt.
A spekuláció kiváltója a Betelgeuse szokatlan sötétedése, amely Orion bal vállát képezi. Általában az ég tíz legfényesebb csillaga között a 21. helyre csúszott 2019 októbere és decembere között. Azóta a trend folytatódik: Ma a Betelgeuse csak a szokásos fényerejének 25 százalékát éri el. Ez a legerőteljesebb fényveszteség, mivel a rendszeres megfigyelések körülbelül 50 évvel ezelőtt kezdődtek.
Közvetlenül a szupernóva előtt?
Első pillantásra a közeli csillaghalál teljesen hihetőnek tűnik: a Betelgeuse kétségtelenül fennállásának utolsó szakaszában van; A vörös óriáscsillag előbb-utóbb összeolvasztja az összes hélium atommagot, hogy szén keletkezzen - majd magja összeomlik és II. Típusú szupernóvát vált ki.
De vajon ez valóban megtörténik-e a közeljövőben, néhány hónap vagy év múlva? A szakértők egy másik forgatókönyvet tartanak sokkal valószínűbbnek: a Betelgeuse sok ezer éven át ragyoghat, a mostani sötétedés ekkor csak több normál fényerő-ciklus minimumának véletlenszerű szuperpozíciója lenne. De marad egy kétség - ami az óriáscsillag megfigyelési történetének is köszönhető.
A csillagászok évtizedek óta intenzíven tanulmányozták; azt gondolhatnánk, hogy tulajdonságai különösen jól érthetők. De az ellenkezője a helyzet - és paradox módon hibás a viszonylagos közelsége és a hatalmas mérete. Ha a Betelgeuse a nap helyett bolygórendszerünk közepén lenne, akkor majdnem eljutna a Jupiter pályájára.
A földi égbolton ez az ív mintegy 50 ezred körüli szögben jelenik meg. Ettől a csillag akkora, hogy a Hubble Űrtávcső, a Nagyon Nagy Teleszkóp (VLT) vagy az Atacama Nagy Milliméteres/Szubmilliméteres Tömb (ALMA) kis lemezként ismeri fel. Az égen azonban nagyobb, mint az éves parallaxis - a Betelgeuse égboltján lévő helyzet látszólagos elmozdulása a földpálya ellentétes pontjaitól.
Ennek eredményeként a szakértők csak nagyjából megbecsülhetik a vörös óriáshoz való távolságunkat: 650 helyett mindössze 500 vagy 800 fényévnyire lehet. Mégis, a csillag összes fontos paramétere, például valódi mérete, fényessége és tömege, távolságból származik. Pontatlanságukat ennek megfelelően terjesztik, ami nagyon megnehezíti a Betelgeuse-ról szóló megbízható kijelentéseket. Ez vonatkozik arra a pontra is, amelyet a csillag elért evolúciójában elért.
100 000 év az ősrobbanásig
Legalább vannak jelek a fejlődés jelenlegi állapotáról: A 2016-tól átfogó számítógépes szimulációk szerint a Betelgeuse-nek jelenleg a hélium égési fázisának elején kell lennie: A hidrogén, a csillag elsődleges üzemanyaga már a magban elfogyott, és csak a mag körüli héjban folytatódik összeolvadt a héliummal. A hélium elégetése tehát évezredekig folytatódhatott.
Csak akkor, amikor a magban lévő hélium elfogyott, a Betelgeuse valóban a végéhez közelít. Az ezt követő szénégetésnek körülbelül 1000 évig kell tartania, a későbbi neon és oxigén csak egy évig, a szilícium körülbelül egy napig ég. A pontos idők többek között az ismeretlen tüzelőanyagok mennyiségétől és keveredésétől függenek.
Ha akkor csak vas van a magban, a dolgok meredeken haladnak lefelé: A fém már nem olvadhat össze még nehezebb elemekkel energia nyereséggel, ezért a gravitáció nyeri az elsőbbséget: A csillag magja másodperc töredéke alatt csak 10-20 km-re omlik össze nagy neutroncsillagot, és gravitációs hullámokat és rengeteg neutrint küld ki. A fenti rétegek elveszítik az alatta lévő földet, és rátörnek a neutroncsillagra, amelynek felszínén áthatolhatatlan falként lepattannak és hatalmas lökéshullámként kifelé áramlanak - a szupernóva kezdete.
Nathan Smith, az Arizonai Egyetem szakértője, a csillagok életének ezen szakaszának szakértője arra figyelmeztet, hogy ne helyezzen túl nagy súlyt az ilyen szimulációkra: „Az ilyen modellek segítenek megérteni a csillagok evolúcióját, de sok bizonytalan bemeneti adaton, paraméteren és fizikán alapulnak. Folyamatok, amelyek tévesnek bizonyulhatnak. Ezért nem alkalmasak előrejelzések készítésére. "
Ezért nem biztos abban, hogy a Betelgeuse még sok éven át ragyog-e az égen, vagy hamarosan véget ér-e. A szupernóva küszöbön álló spekulációját azonban "vágyálomként" írja le. "Csak még nem tudunk eleget ahhoz, hogy biztosan meg tudjuk mondani, melyik égési fázisban van egy olyan csillag, mint a Betelgeuse" - mondja Smith. "Ezért nem tudom kizárni annak lehetőségét, hogy a Betelgeuse holnap 200 000 évig felrobban."