Betelgeza to czerwony nadolbrzym, który jest u schyłku swojego życia. To najbliższy czerwony olbrzym i jedna z najbardziej znanych gniazd północnego nieba. Jest widoczna gołym okiem, od setek lat obserwowano zmiany jej jasności, a kiedy lepiej zrozumieliśmy cykl życia gwiazd, zaczęły się domysły co do tego, jak blisko jej do supernowej.
Bardzo ogólny konsensus był taki, że niedługo. Co w skali astronomicznej oznacza “zaledwie” setki lub dziesiątki tysięcy lat. Jakiś czas temu pojawiła (pod koniec 2023… zdecydowanie za długo zbierałem się do napisania tej notki) się publikacja, która twierdzi, że Betelgeza może wybuchnąć już za naszego życia. To w połączeniu z jej niedawnym radykalnym pociemnieniem rozpaliło zainteresowanie tym olbrzymem. Badanie od początku uznawano za kontrowersyjne, ale odkrycie z tego miesiąca raczej ostatecznie obala tę tezę. Czyli może to jednak dobrze, że zwlekałem…
Gwiazdy takie jak Betelgeza, to znaczy o masie dwudziestokrotnie większej od Słońca, żyją znacznie krócej. Sekwencja życia gwiazdy to “spalanie” coraz cięższych pierwiastków, wodór, hel, potem węgiel, neon, tlen… Słońce będzie spalać nuklearnym ogniem wodór w hel przez jakieś dziesięć miliardów lat, ale wielka i gorąca Betelgeza zrobi to w zaledwie dziesięć milionów lat. Potem nastąpi fuzja helu w węgiel na przestrzeni stu tysięcy lat. Następnie synteza tego węgla w neon zajmie setki lat, jego przemiana w tlen to kwestia dekad. Potem już z górki fuzja w krzem na przestrzeni miesięcy, jeden dzień na przemianę w żelazo, wówczas ustaje fuzja jądro gwiazdy się zapada, a zewnętrzne warstwy uderzają w nie i odbijają się w spektakularnej supernowej. Więcej o tym przeczytacie moim wpisie “Teoria mniejszego wybuchu”.
Tylko skąd wiedzieć, co jest aktualnie spalane? Jak się okazuje badanie pulsacji zmiennych gwiazd może to zdradzać. A Betelgeza jak najbardziej jest zmienną, pulsującą gwiazdą. Podobnie jak inne gwiazdy, ma kilka okresów pulsacji, które nie są tak łatwe do określenia. Ten nadolbrzym nie jest tak kulisty jak nasze Słońce, wygląda raczej jak bulgocząca, kotłująca, buzująca, wściekła chmura plazmy. Utrudnia to pomiary tak okresów pulsowania jak i samego rozmiaru gwiazdy. Wiemy, że Betelgeza znajduje się między 500 a 700 lat świetlnych od Ziemi i ma promień od 600 do 800 większy od Słońca (czyli tutaj sięgałaby do pasa asteroid).
Sensację wywołała wspomniana wyżej publikacja, której autorzy twierdzili, że Betelgeza spala już węgiel. Było to od początku kontrowersyjne. Do swoich obliczeń autorzy założyli, że gwiazda ma cztery cykle pulsacji - trwające 2200 dni, 420 dni, 230 dni oraz 185 dni. Innym założeniem potrzebnym do oszacowania, co aktualnie spala gwiazda jest przybliżenie jej masy i tempa rotacji. Szybciej obracające się gwiazdy lepiej mieszają pierwiastki, przez co spalanie zachodzi szybciej. Łącząc to wszystko Hideyuki Saio i pan Et Al doszli do wniosku, że Betelgeza jest w fazie spalania węgla i szykują się fajerwerki.
Tu możemy przejść do kontrowersji. Jeszcze zanim badanie Saio przeszło proces recenzji trafiło do sieci i pojawiły się publikacje kontrujące jego tezy. Wielu astronomów było przekonanych, że te około 2200 dni to okres wtórny, wywołany przez inne fenomeny astronomiczne, cykle plam słonecznych albo interakcja z innymi ciałami niebieskimi. Co więcej gdyby Betelgeza spalała węgiel i 2200 dni było okresem podstawowym, przy tej masie jej promień byłby bliżej 1300-1400 promieni Słońca.
I to byłby koniec tej historii z 2023 roku, gdyby nie to, że w 2024 pojawiły się głosy, że Betelgeza może być częścią układu podwójnego, że ma małą towarzyszkę, którą trudno dostrzec w oślepiającym świetle nadolbrzyma. Ta mniejsza gwiazda okrążałaby Betelgezę raz na 2170 dni. Brzmi znajomo, prawda? I znów zwlekanie z napisaniem na ten temat notki przypłaciło tym, że… chyba ją już znaleziono. [Małe uzupełnienie - w sumie głosy o potencjalnej towarzyszce pojawiały się dużo wcześniej, ale w tym minionym roku pojawiły się publikacje dość mocno przewidujące istnienie takiego obiektu, jednocześnie podkreślające, że jego obserwacja może być niemal niemożliwa przy obecnej technologii.]
W poniedziałek 21 lipca 2025 pojawił się preprint badania, które utrzymuje, że prawdopodobnie dokonano obserwacji kompana gwiazdowego Betelgezy. Roboczo nazywana została “Betelbuddy”, mniej roboczo, ale wciąż nieoficjalnie, zaproponowano nazwę “Siwarha”, co oznacza “jej bransoletka”. Świetny pomysł biorąc pod uwagę, że Betelgeza oznacza “dłoń al-Jawzy”.
Dlaczego akurat teraz się udało? To zasługa narzędzia Alopeke na teleskopie Gemini North, które stosuje technikę interferometrii plamkowej. Polega ona na wykonywaniu bardzo krótkich zdjęć i odpowiednim ich nakładaniu na siebie tak, by wyeliminować zakłócenia pochodzące z atmosfery ziemskiej. Kolosalnie zwiększa się w ten sposób rozdzielczość teleskopów, jednak technika ta ma zastosowanie tylko do bardzo jasnych celów. Na szczęście ten cel jest bardzo jasny. Takie zabawy z obrazem obarczone są pewnymi błędami, więc to wykrycie ma pewność około 1,5-sigma, czyli około 86% (14 procent szansy na false positive). Niewiele jak na standardy naukowe, ale w tym przypadku, mówimy o samym “zdjęciu”. Jeśli dodać do tego wszystko co wiemy o Betelgezie i jej zachowaniu, to jak ten obiekt pasuje do 2170-dniowej orbity sprawia, że odkrycie wydaje się raczej przesądzone. Kolejną fotkę będzie można wykonać w 2027, co powinno wyeliminować wątpliwości.
Jak zatem przedstawia się Siwarha? Według publikacji “The Probable Direct-Imaging Detection of the Stellar Companion to Betelgeuse” obiekt ten ma około 1,6 masy Słońca, czyli dwadzieścia razy mniej niż Betelgeza, oraz jedną milionową jej jasności. Okrąża ją w odległości 2,43 promienia Betelgezy. Dla porównania Księżyc okrąża Ziemię w odległości 60 promieni Ziemi. Jest to w zasadzie obiekt proto-gwiazdowy, który jeszcze nie rozpoczął stabilnej fuzji wodoru w jądrze. Ale czy zdąży zapłonąć? Naukowcy są przekonani, że jest na spirali i powoli opada w atmosferę Betelgezy. Z pewnością gwiazdy te wpływają na siebie i wymieniają się materiałem, co może prowadzić do ciekawych zmian w ewolucji obu obiektów. Na przykład dodatkowa masa opadająca na Betelgezę może zwiększyć jej prędkość obrotową, a zatem mieszanie materiału w środku, a zatem tempo jej ewolucji w kierunku supernowej. Z pewnością niedługo usłyszymy o potencjalnych scenariuszach dla tej pary. Na ten moment możemy czekać na kolejne zdjęcie w 2027 roku.
PS. Boję się, że nie wszyscy złapią sarkazm pod adresem Et Ala, a z drugiej strony w notkach nie lubię dawać emotikonek. Może to będzie sprawdzian, kto doczytał do połowy a kto do końca? Co sądzicie?
Źródła:
The evolutionary stage of Betelgeuse inferred from its pulsation periods
Could This Star Explode Before You Die?
The Probable Direct-Imaging Detection of the Stellar Companion to Betelgeuse
Radial Velocity and Astrometric Evidence for a Close Companion to Betelgeuse
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz