Einige Astronomen denken, dass Beteigeuze abgedunkelt ist, weil sie 'geniesst'. Und es könnte sein, sich darauf vorzubereiten, es noch einmal zu tun
Beteigeuze, der zehnthellste Stern am Nachthimmel und der zweithellste im Sternbild Orion, verhält sich in letzter Zeit etwas seltsam. Anfangen Dezember 2019 , stellten Forscher der Villanova University fest, dass der rote Überriese merklich verdunkelte. Dieser Trend setzte sich auch im neuen Jahr fort, wobei Beteigeuze durchgehend dimmte Januar und Februar 2020 . verlor schließlich zwei Drittel seiner Brillanz.
Von diesem Zeitpunkt an begann Beteigeuze zu wieder aufhellen und kehrte zu seiner typischen visuellen Helligkeit zurück bis April . Und jetzt, das massive Verdunkeln des Sterns noch einmal und früher als geplant. Als Reaktion darauf führte ein internationales Forscherteam kürzlich eine Studie durch, in der sie theoretisierten, dass dieses Muster das Ergebnis von Beteigeuze sein könnte. Niesen ” dichte Wolken heißen Gases, die dann abkühlen.
Die Studie, die ihre Beobachtungen über beschreibt Das Telegramm des Astronomen und ihre vollständigen Ergebnisse erschienen in Das Astrophysikalische Journal . Das Team wurde von Andrea K. Dupree geleitet, der stellvertretenden Direktorin des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), die Nationales Sonnenobservatorium , Villanova Universität, die Max-Planck-Institut für Astrophysik , das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam , sowie zahlreiche Universitäten und Forschungsinstitute.
Als veränderlicher Stern ist Beteigeuze dafür bekannt, dass sie Phasen des Verdunkelns und Aufhellens durchläuft, die etwa 420 Tage dauern. Der Zeitpunkt und das Ausmaß, in dem der Stern seit 2019 an Helligkeit abgenommen hat, schienen jedoch höchst ungewöhnlich. Zu den Erklärungen, warum es sich so verhielt, gehörte die Möglichkeit, dass Beteigeuze im Begriff war, Supernova gehen , dass es erschaffen hat Staubwolken , oder wegen massive Sternenflecken .
Dazu liefert das Team um Dupree noch eine weitere Erklärung: Die Verdunkelung wurde durch den Ausstoß heißer, dichter Plasmawolken verursacht, die unseren Blick auf den Stern vorübergehend verdeckten. Dies basierte teilweise auf Beobachtungen, die zwischen Oktober und November 2019 von der Hubble-Weltraumteleskop , nur einen Monat bevor bodengebundene Observatorien eine Verdunkelung der Südhalbkugel des Sterns bemerkten.
Diese Beobachtungen stellten fest, dass sich heißes Material mit über 320.000 km (200.000 Meilen) pro Stunde durch die ausgedehnte Atmosphäre des Sterns nach außen bewegte. Von diesem Zeitpunkt an lieferten Hubble-Beobachtungen im ultravioletten Wellenlängenbereich eine Zeitachse, die die Forscher rückwärts verfolgen konnten, und ermöglichte es ihnen, den genauen Zeitpunkt zu bestimmen, an dem die Verdunkelung begann. Wie Dupree in einem kürzlich erschienenen CfA . erklärte Pressemitteilung :
„Mit Hubble hatten wir zuvor heiße Konvektionszellen auf der Oberfläche von Beteigeuze beobachtet und im Herbst 2019 entdeckten wir eine große Menge dichten heißen Gases, die sich durch die ausgedehnte Atmosphäre von Beteigeuze nach außen bewegt. Wir glauben, dass dieses Gas Millionen von Meilen außerhalb des Sterns abgekühlt ist, um den Staub zu bilden, der den südlichen Teil des Sterns blockierte, der im Januar und Februar abgebildet wurde. Das Material war zwei- bis viermal heller als die normale Helligkeit des Sterns. Und dann, ungefähr einen Monat später, verdunkelte sich der südliche Teil von Beteigeuze auffällig, als der Stern schwächer wurde. Wir halten es für möglich, dass aus dem von Hubble entdeckten Abfluss eine dunkle Wolke entstanden ist. Nur Hubble liefert uns diese Beweise, die zur Verdunkelung führten.“
Grafik, die zeigt, wie Beteigeuze dimmen könnte. Bildnachweis: NASA/ESA/und E. Wheatley (STScI)
Eine andere interessante Sache, die Hubble enthüllte, war, woher die beobachteten Plasmaauswürfe kamen. Anstatt von den Rotationspolen des Sterns ausgestoßen zu werden – wie aktuelle Sternmodelle vorhersagen – schien es aus der Nähe des Äquators um die südliche Hemisphäre zu kommen. Diese Aktivität widerspricht nicht nur der gängigen Meinung über das Verhalten von Sternen, sondern ist auch für Beteigeuze selbst anormal.
Sehen Sie, während Beteigeuze 30 Millionen Mal so viel Masse verliert wie die Sonne, bedeutete der jüngste Ausstoß einen Verlust, der ungefähr doppelt so hoch war wie die normale Menge an Material. Sagte Dupree:
„Alle Sterne verlieren Material an das interstellare Medium, und wir wissen nicht, wie dieses Material verloren geht. Weht immer ein sanfter Wind? Oder kommt es in Fits and Starts? Vielleicht mit einer Veranstaltung, wie wir sie auf Beteigeuze entdeckt haben? Wir wissen, dass andere heißere leuchtende Sterne Material verlieren und es schnell zu Staub wird, wodurch der Stern viel lichtschwächer erscheint. Aber das ist Beteigeuze seit über anderthalb Jahrhunderten nicht mehr passiert. Es ist sehr einzigartig.“
Das Team berücksichtigte auch Beobachtungen der STELLAr Aktivitätsobservatorium (STELLA) in Spanien, das auf zwei 1,2 m (~4 ft) Teleskope angewiesen ist, um hochauflösende Spektroskopie mit Weitfeldbildern zu kombinieren. Als Beteigeuze ins Tageslicht einzog und für Hubble oder STELLA nicht mehr sichtbar war, wandten sich die Forscher an das Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO) der NASA, um die Helligkeit des Überriesen zu überwachen.
Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops von März 2019 bis Februar 2020. Quelle: NASA/ESA/A. Dupree (CfA)/E. Wheatley (STScI)
Was STELLA enthüllte, war ein kräuselnder Effekt auf Beteigeuze's Gesicht, der anscheinend durch die Art und Weise verursacht wurde, wie sich die Oberfläche während des Pulsationszyklus des Sterns hob und senkte. Dies könnte dazu geführt haben, dass das ausgestoßene Plasma durch die Atmosphäre des Sterns geschleudert wurde. Als Klaus G. Strassmeier, Direktor des Forschungszweigs Kosmische Magnetfelder am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam und Mitautor der Studie, erklärt :
„Wir sahen alle Absorptionslinien im Spektrum blau verschoben und wussten, dass sich der Stern ausdehnt. Als das Abdunkeln begann, wurde die Blauverschiebung immer kleiner und kehrte tatsächlich zu einer Rotverschiebung zurück, wenn der Stern am schwächsten war. Wir wussten also, dass das Dimmen auf die eine oder andere Weise mit der Ausdehnung und Kontraktion der Photosphäre des Sterns zusammenhängen musste, aber es allein hätte keine so große Dimmung verursachen können.“
Unterdessen beobachtete STEREO Beteigeuze an fünf verschiedenen Tagen zwischen Ende Juni und Anfang August 2020 und maß die Helligkeit des Sterns im Vergleich zu anderen Sternen. Dies ergab etwas sehr Überraschendes, nämlich dass der Stern unerwartet wieder verdunkelte! Da das vorherige Dimmen im Februar 2020 stattfand (und der 420-Tage-Zyklus des Sterns), ist diese neue Dimmphase über ein Jahr zu früh.
Mit Blick auf die Zukunft plant Dupree, Beteigeuze im nächsten Jahr wieder mit STEREO zu beobachten, wenn der Stern am hellsten sein wird (auch bekannt als Sonnenmaximum), um zu sehen, ob es weitere unerwartete Ausbrüche gibt. Diese Informationen werden einen großen Beitrag dazu leisten, festzustellen, warum Beteigeuze die von Astronomen beobachtete Aktivität erlebt hat und ob sich der Stern einer Supernova nähern könnte oder nicht.
Künstlerische Darstellung einer Supernova. Bildnachweis: NASA
Aber natürlich ist es wichtig zu beachten, dass die Aktivität, die wir heute sehen, im Jahr 1305 n. Chr. stattfand, da Beteigeuze 725 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Wenn also eine Explosion in Sicht ist, wäre sie bereits passiert und wir warten nur darauf, das Memo zu bekommen. Als Dupree abgeschlossen , es gibt immer noch vieles, was wir über das Verhalten von Sternen vor einer Supernova nicht wissen:
„Beteigeuze ist ein heller Stern in unserer Galaxie, der sich am Ende seines Lebens wahrscheinlich zu einer Supernova entwickeln wird. Als der Stern im Februar 2020 sehr lichtschwach wurde, war dies die schwächste seit Beginn der Messungen vor über 150 Jahren. Die Verdunkelung war für jeden beim Betrachten des Sternbildes Orion offensichtlich; es war sehr seltsam, Beteigeuze fehlte fast.“
„Niemand weiß, wie sich ein Stern in den Wochen vor seiner Explosion verhält, und es gab einige unheilvolle Vorhersagen, dass Beteigeuze bereit war, eine Supernova zu werden. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass es zu unseren Lebzeiten nicht explodiert, aber wer weiß?“
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