De bekende ster Betelgeuze is in de loop der jaren helderder en donkerder geworden, waardoor sommigen denken dat hij op het punt staat een supernova te worden. Een nieuwe studie van het Flatiron Institute en medewerkers suggereert echter dat deze onverklaarbare veranderingen in helderheid te wijten zijn aan een begeleidende ster die periodiek lichtblokkerende stof uit zijn weg blaast.
De 10e helderste ster aan de nachtelijke hemel, Betelgeuze, staat mogelijk niet op het punt om te exploderen als een supernova, volgens een nieuw onderzoek naar het helder worden en dimmen van de ster. In plaats daarvan toont recent onderzoek aan dat de waargenomen pulsering van het sterlicht waarschijnlijk wordt veroorzaakt door een onzichtbare begeleidende ster die rond Betelgeuze draait. De “Betelbuddy” (zoals astrofysicus Jared Goldberg hem noemt), die de formele naam Alpha Ori B draagt, gedraagt zich als een sneeuwschuiver wanneer hij rond Betelgeuze draait, waarbij hij lichtblokkerende stof uit de weg duwt en Betelgeuze tijdelijk helderder laat lijken. Goldberg en zijn collega's presenteren hun simulaties van dit proces in een artikel dat is geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal.
“We sloten elke intrinsieke bron van variabiliteit uit die we konden bedenken om te verklaren waarom het helderder en donkerder worden op deze manier gebeurde”, zegt Goldberg, hoofdauteur van het onderzoek en onderzoeker bij het Flatiron Institute's Center for Computational Astrophysics. “De enige hypothese die leek te kloppen is dat Betelgeuze een begeleider heeft.” Goldberg schreef het onderzoek samen met Meridith Joyce van de Universiteit van Wyoming en László Molnár van Konkoly Observatory aan het HUN-REN Research Centre for Astronomy and Earth Sciences in Hongarije.
De 'Betelbuddy' ontdekt
Betelgeuze is een rode reuzenster die ongeveer 100.000 keer zo helder is als onze zon en meer dan 400 miljoen keer zo groot. De ster nadert het einde van zijn levensduur en wanneer hij sterft, zal de resulterende explosie wekenlang helder genoeg zijn om overdag te zien. Astronomen kunnen voorspellen wanneer Betelgeuze zal sterven door zijn pols te controleren. Het is een veranderlijke ster, wat betekent dat hij helderder en zwakker wordt, pulserend als een hartslag. In het geval van Betelgeuse zijn er twee hartslagen: een die pulseert op een tijdschaal van iets langer dan een jaar en een die pulseert op een tijdschaal van ongeveer zes jaar. Een van deze hartslagen is de fundamentele modus van Betelgeuze, een patroon van helder worden en dimmen dat eigen is aan de ster zelf. Als de fundamentele modus van de ster zijn lange-schaal hartslag is, dan zou Betelgeuze eerder dan verwacht klaar kunnen zijn om te ontploffen. Als de fundamentele modus echter de kortstondige hartslag is, zoals verschillende onderzoeken suggereren, dan is de langere hartslag een fenomeen dat een lange secundaire periode wordt genoemd. In dat geval zou het langer helder worden en dimmen worden veroorzaakt door iets buiten de ster.
Wetenschappers weten nog steeds niet zeker wat de oorzaak is van lange secundaire perioden, maar een belangrijke theorie is dat ze ontstaan als een ster een begeleider heeft die rond hem cirkelt en door het kosmische stof raast dat door de ster wordt geproduceerd en uitgestoten. Het verplaatste stof verandert de hoeveelheid sterlicht die de aarde bereikt, waardoor de schijnbare helderheid van de ster verandert. De onderzoekers onderzochten of andere processen de lange secundaire periode kunnen hebben veroorzaakt, zoals het kolken van het inwendige van de ster of periodieke veranderingen in het krachtige magnetische veld van de ster. Na het combineren van gegevens van directe waarnemingen van Betelgeuze met geavanceerde computermodellen die de activiteit van de ster simuleren, concludeerde het team dat de Betelbuddy verreweg de meest waarschijnlijke verklaring is. “Niets anders klopte,” zegt Goldberg. “Het komt erop neer dat als er geen Betelbuddy is, er iets veel vreemders aan de hand is, iets dat onmogelijk te verklaren is met de huidige fysica.”
Het team moet nog bepalen wat de Betelbuddy precies is, maar ze gaan ervan uit dat het een ster is met een massa tot twee keer die van de zon. “Het is moeilijk om te zeggen wat de begeleider precies is, behalve de massa en baanbeperkingen,” zegt Joyce. “Een zonachtige ster is het meest waarschijnlijke type begeleider, maar dat is nog lang niet afdoende.” “Een meer exotische hypothese die mij persoonlijk aanspreekt, hoewel de meningen van mijn co-auteurs kunnen verschillen, is dat de begeleider een neutronenster is, de kern van een ster die al supernova is gegaan,” zegt ze. “In dat geval zouden we echter verwachten dat we hier bewijs van zouden zien met röntgenwaarnemingen, en dat hebben we niet. Ik denk dat we nog eens moeten kijken.”
Een nieuwe kijk op een oude ster
Vervolgens gaat het team voor paparazzi spelen en proberen met telescopen beelden van Betelbuddy te maken, aangezien er rond 6 december een mogelijk zichtbaarheidsvenster is. “We moeten bevestigen dat Betelbuddy echt bestaat, want ons resultaat is gebaseerd op inferentie, niet op directe detectie,” zegt Molnár. “Dus we werken nu aan waarnemingsvoorstellen.” De onderzoekers merken op dat deze studie alleen mogelijk was door teamwetenschap.
“Zonder dat ieder van ons dit probleem vanuit zeer verschillende invalshoeken had bekeken, László als expert in waarnemingen vanuit de ruimte en gegevensanalyse, Jared als iemand die massieve sterren bestudeert en simuleert, en ikzelf als 1D-modelleerder, zou het werk niet mogelijk zijn geweest,” zegt Joyce. “Ik wil in het bijzonder het Flatiron Center for Computational Astrophysics bedanken voor het creëren van een omgeving waarin het samenbrengen van zo'n divers scala aan wetenschappers mogelijk is.” Het team is ook enthousiast over de nieuwe informatie over een lang bestudeerd hemellichaam. Betelgeuze “is al sinds het begin van de moderne astrofysica het doelwit van talloze studies,” zegt Molnár. “En toch is er nog steeds ruimte om belangrijke nieuwe ontdekkingen te doen: in dit geval, een zonachtige ster die zich in het volle zicht verbergt, in de immense schittering van een rode superreus. Daar ben ik het meest enthousiast over.”
Bron: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation
