Zachowanie Betelgezy sugeruje, że jej koniec jest "nieuchronny"



Każdy, kto wypatrywał czerwonego olbrzyma Betelgezy na nocnym niebie, mógł zauważyć jej niezwykłą jasność, której przyczyny nawet astronomowie nie potrafią z całą pewnością wyjaśnić. Zespół naukowców ponownie zinterpretował długotrwałe wzorce zmienności gwiazdy i doszedł do wniosku, że znajduje się ona nie tylko w fazie spalania węgla, ale już zbliża się do jej końca. Jeśli tak jest w istocie, Betelgeza może przejść przez kolejne fazy swojego życia w ciągu kilku dekad i eksplodować w ciągu życia osób czytających teraz ten artykuł.

Ale czym jest Betelgeza? Jednym z najbliższych Ziemi czerwonych olbrzymów. Jest to dziesiąta najjaśniejsza gwiazda na naszym nocnym niebie i jest 800 razy większa od naszego Słońca - można ją dostrzec jako maleńką kropkę na niebie nawet gołym okiem w odległości 642,5 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Oriona. Pod koniec 2019 r. i na początku 2020 r. astronomowie odnotowali szczególnie nietypowy okres niskiej intensywności, który przyciemnił tego czerwonego supergiganta dziesięciokrotnie bardziej niż zwykle, co skłoniło naukowców do spekulacji, że może on być na skraju wybuchu supernowej i wkrótce zakończy swoje życie potworną eksplozją o gwiezdnych proporcjach.

Nie ma wątpliwości, że Betelgeza, jako wysoce wyewoluowany czerwony supergigant, pewnego dnia zakończy swój żywot w supernowej z kolapsem rdzenia, która będzie wytwarzać światło podobne do światła Księżyca w pełni. Jakkolwiek uważa się za pewne, że wkrótce tak się stanie według standardów astronomicznych, nadal istnieje wiele kontrowersji co do tego, czy zasługuje ona na taki sam opis według ludzkich standardów czasowych.

Konwencjonalna mądrość głosi, że Beteigeuze nie osiągnie szczytu przez około 100 000 lat, a niektóre dowody sugerują, że bardziej prawdopodobne jest, że będzie to milion lat - co rozczarowałoby tysiące pokoleń astronomów, którzy chcieliby ją zobaczyć. Jednak badanie przedłożone do niezależnej recenzji i opublikowane z wyprzedzeniem na serwerze preprint arXiv.org prowadzi do zupełnie innych wniosków. Wszystkie gwiazdy zaczynają od łączenia atomów wodoru w hel i kontynuują ten proces przez większość swojego życia. W pewnym momencie w ich jądrze zabraknie wodoru i zaczną przekształcać hel w węgiel, chociaż fuzja wodoru może trwać jeszcze przez jakiś czas. Węgiel jest następnie przekształcany w neon, sód i magnez, w procesie znanym jako spalanie węgla, choć nie ma on nic wspólnego z procesem chemicznym, w którym atomy spalają się.

Wybuchy supernowych występują tylko po kolejnych etapach fuzji neonu, tlenu i krzemu. Tak więc, aby oszacować czas do wielkiego dnia Betelgezy, musielibyśmy wiedzieć, na jakim etapie się ona znajduje. Dr Hideyuki Saio z Uniwersytetu Tohoku i jego współautorzy argumentują w artykule przed publikacją, że Betelgeza nie tylko spala węgiel, ale także powoli go wyczerpuje.

Podobnie jak inne gwiazdy zbliżające się do końca swojego życia, Betelgeza pulsuje, powodując nadymanie się i kurczenie oraz zmiany jasności. Zaobserwowano regularne cykle trwające 185, 230, 420 i 2200 dni, a także inne, mniej przewidywalne fluktuacje. Poważne ściemnienie w latach 2019/2022 było częściowo spowodowane wybuchem pyłu, ale także zbiegiem najniższych wartości w kilku cyklach.

Badanie dotyczy teraz kwestii, który z okresów pulsacji jest radialnym trybem podstawowym (RFM), którego okres jest ściśle związany z promieniem gwiazdy. Jeśli, jak twierdzą autorzy, RFM jest cyklem 2200-dniowym, a nie 420-dniowym, jak uważają inni, to Betelgeza musi być jeszcze większa, niż sądziliśmy. Dla gwiazdy o takiej masie, taki rozmiar - prawdopodobnie około 1300 razy większy od promienia Słońca - wskazywałby, że znajduje się ona pod koniec fazy spalania węgla. Po zakończeniu fazy spalania węgla jej koniec jest kwestią zaledwie kilku dekad. Autorzy zauważają, że nie jest możliwe dokładne określenie, jak blisko Betelgeuse faktycznie jest do stopienia ostatniego węgla, ale fakt, że jest późno w procesie, który trwa już od kilku tysięcy lat, sugeruje, że nie może to być zbyt długo.

Mogłoby się wydawać, że debata na temat wielkości Betelgezy będzie łatwa do rozstrzygnięcia, ale istnieje znaczna niepewność co do jej odległości. Okazało się zaskakująco trudne ustalenie, czy jest to bardzo duża gwiazda znajdująca się 530 lat świetlnych od Ziemi, czy też absolutnie ogromna gwiazda oddalona o 900 lat świetlnych.

Supernowe mogą wyrządzić ogromne szkody planetom w ich galaktycznym sąsiedztwie, a niektóre z nich były nawet uważane za możliwą przyczynę wyginięcia Ziemi w przeszłości. Jednak nawet przy najbliższym oszacowaniu, Betelgeza powinna znajdować się wystarczająco daleko, aby nie spowodować żadnych szkód na Ziemi, gdy wybuchnie i nadal zapewni nam widok z pierwszego rzędu na to, co może być pierwszą supernową w galaktyce od 1604 roku. Jedyną rzeczą, której musimy się obawiać, jest przegapienie epickich fajerwerków.

---

Amon
www.strefa44.pl
www.strefa44.com.pl