2020.08.22.

Mégis csak útban lévő portömeg okozhatta a Betelgeuse elhalványodását?

Az Orion csillagkép alfája, a Betelgeuse vörös szuperóriás csillag, amelyről az egyik legközismertebb tény, hogy csillagászati értelemben hamarosan II-es típusú szupernóvává válhat majd, épp ezért az átlagemberek és a kutatók is kiemelt érdeklődéssel figyelték a tavaly ősztől idén tél végéig tartó halványodását, amelynek negatív csúcsa február 7-13. közt volt. Külön szerencsénk, hogy a Betelgeuse relatíve közel fekszik hozzánk, így igen részletesen meg tudjuk figyelni a viselkedését!

A nyár közepén napvilágot látott (Astrophysical Journal Letters, 2020. június 29.) elméletben a kb. 40%-os halványodást a csillag felszínén megjelent óriási foltokkal és hűvösebb csillagfelszínnel magyarázták, szubmilliméteres tartományban készült összehasonlító vizsgálat alapján, és elvetették a porfelleg elméletét. Néhány héttel azután, hogy ez az első, adatokon nyugvó magyarázat megszületett, megérkezett a következő, amelyben más okot bizonyítottak. Egy nemzetközi kutatócsoport a Hubble Űrteleszkóp ultraibolya spektroszkópja segítségével készült mérések alapján úgy találta, hogy a por-elmélet lehet a megfelelő magyarázat az óriáscsillag elhalványodására. A Hubble egy 3 éves megfigyelési programban vizsgálta a Betelgeuse külső légkörét, a csillag jól ismert változásait szerették volna így nyomon követni, mint pl. a 420 napos ciklusú fényességváltozását.

A Hubble 2019. januárban készítette az első olyan felvételt a csillagról, amelyet felhasználtak a vizsgálatokban, majd továbbiak születtek a következő hónapok során, az utolsó 2020. áprilisában, időrendiséget adva a halványodás-visszafényesedés folyamatának. A halványodás előtt megnőtt a csillag déli féltekéjének hőmérséklete és elektronsűrűsége, majd a kromoszféra Mg II k vonalban tapasztalt változások szerint szeptemberben feltűnt egy sűrű, felforrósodott anyagtömeg, illetve ennek a kifelé tartó mozgása a csillag fotoszférájában, ezt október és november hónapokban is követni lehetett. Az átlag 7 km/s sebességgel kifelé mozgó anyagtömeg fényessége eleinte 2-4-szerese volt a csillag alapfényességének, majd kb. egy hónap elteltével a csillag déli féltekéje halványabbá vált, a kutatók véleménye szerint azért, mert a kidobódott plazmatömeg lehűlésének köszönhetően így egy árnyékoló hatású porfelleg került a Föld és a Betelgeuse közé. Ezt az elméletet egy 2018-as tanulmány már felvetette, a mostani vizsgálatok megerősítették az akkor leírtakat: időnként a Betelgeuse fotoszférája képes olyan konvektív cellákat kitermelni, amelyek plazmaként kiszakadva a csillagból gyorsan porrá alakulnak.

Egy hasonló, ám a mostaninál gyengébb eseményt 1995-ben is detektált a Hubble, akkor a csillag délnyugati régiójában tűnt fel egy forró (az átlaghoz képest 200K-nel forróbb) anyagtömeg – most a délkeleti volt az érintett terület, és jóval erőteljesebb is volt a hőmérsékletnövekedés, kb. 600K-nel jutott az átlag fölé. A látható tartományban végzett megfigyelések alapján csillag egyidejűleg folytatta a normál, 420 napos ciklusa szerinti tágulását, elképzelhető, hogy ez elősegíthette a felfelé mozgó plazma kiszakadását a csillagból.

Felmerült az is, hogy a Betelgeuse egy csillagközi porfelhő (vagyis nem a saját maga által produkált anyagtömeg) mögé került be ideiglenesen, azonban számos felmérés adatai alapján a kutatók ezt az ötletet ki tudták zárni, a csillag egy alapvetően porszegény régióban van. Ezt alátámasztja az is, hogy a csillag optikai spektrumában sokkal egyenletesebb csökkenés volt tapasztalható, mint amit egy csillagközi porfelhő okozna.

Az eredmények szerint a 2019. szeptemberében a Betelgeuse kromoszférája felső, és a fotoszférája alsó részén megjelent fényes, sűrű, forró anyagtömeg egészen a csillag halványodása kezdetéig jól észlelhető volt. Az ultraibolya spektrumból jól kivehető volt a kifelé terjedő nyomáshullám. A plazma kidobódása azért lehetett különösen erős, mert a feltehetően egy nagy méretű konvektív cellához köthető anyagáramlást felerősíthette a normál tágulási ciklus. A plazma a hűlését követően porrá alakult, amelynek az átlátszatlansága fokozatosan nőtt, ennek köszönhetően alakult ki a csillag igen feltűnő mértékű halványodása. A következő tágulási ciklusa 2021 áprilisára esik majd, ezt azonban a Földről nem láthatjuk, viszont a STEREO műhold számára kiváló célpont lesz, így remélhetőleg a folytatólagos megfigyelésből majd kiderül, hogy akkor is dob-e ki porfelleget az óriáscsillag.

A kutatás eredménye a The Astrophysical Journal augusztus 13-i számában jelent meg.
Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)
4/5 (1)

Értékelés

About the Author: