A Betelgeuse az utóbbi időben a média reflektorfényébe került. A vörös szuperóriás élete végéhez közeledik, és amikor a Nap tömegének tízszerese meghal egy csillag, látványos módon kialszik.
Mivel a fényerő nemrégiben egy évszázad legalacsonyabb pontjára esett, sok űrrajongó el van ragadtatva, hogy a Betelgeuse hamarosan szupernóvává válhat, felrobbantva káprázatos tűzijátékokkal, amelyek még napfényben is láthatók.
Míg a híres csillag Orion vállán valószínűleg elhal a következő millió évben – gyakorlatilag egy pár nap kozmikus időben -, a tudósok azzal érvelnek, hogy sötétedése a csillag lüktetésének köszönhető. Ez a jelenség viszonylag gyakori a vörös szuperóriások körében, és ismert, hogy a Betelgeuse évtizedek óta ebben a csoportban van.
Véletlenül a kaliforniai University of Santa Barbara kutatói már jóslatot tettek a szupernóva fényerejével kapcsolatban, amely akkor fordulhat elő, amikor a Betelgeuse-hez hasonló pulzáló csillag felrobban.
Jared Goldberg, a fizika doktorandusz hallgatója tanulmányt publikált Lars Buildsten-nel, a P.I. Kavli (KITP) és Gluck fizika professzor, valamint Bill Paxton, a KITP tudományos főmunkatársa ismerteti, hogy egy csillag lüktetése hogyan befolyásolja a későbbi robbanást, amikor ez megtörténik. A cikk az Astrophysical Journal című folyóiratban jelenik meg.
“Szerettük volna megtudni, hogy néz ki, ha egy lüktető csillag robbant fel a különböző lüktetési fázisokban” – mondta Goldberg, a Nemzeti Tudományos Alapítvány kutatója. “A korábbi modellek egyszerűbbek, mert nem tartalmaznak időfüggő hullámhatásokat.”
Amikor egy Betelgeuse méretű csillagnak végül elfogy az anyaga, hogy egyesüljön a közepén, elveszíti a külső nyomást, amely megakadályozta, hogy a saját hatalmas súlya alatt összeomoljon. Az így létrejövő mag összeomlása fél másodperc alatt következik be, sokkal gyorsabban, mint amennyi ahhoz szükséges, hogy észrevegyük a csillag felületét és a kövér külső rétegeket.
Amikor a vasmag összeomlik, az atomok elektronokká és protonokká válnak szét. Kombinálódva neutronokat alkotnak, és a folyamat során nagy energiájú részecskéket szabadítanak fel, amelyeket neutrineknek neveznek. Általában a neutrínók alig lépnek kölcsönhatásba más anyagokkal – másodpercenként 100 billiónyi halad át a testeden egyetlen ütközés nélkül.
A szupernóvák azonban az univerzum legerősebb jelenségei. A mag összeomlásakor keletkező neutrínók száma és energiája olyan nagy, hogy annak ellenére, hogy csak egy kis rész ütközik össze a csillag anyagával, általában több, mint egy olyan lökéshullám elindítása, amely felrobbanhat egy csillagot.
A keletkező robbanás megdöbbentő energiával éri el a csillag külső rétegeit, és olyan robbanást hoz létre, amely rövid időre elfedi a teljes galaxis fényét. A robbanás körülbelül 100 napig fényes marad, mivel a sugárzás csak azután szabadulhat el, ha az ionizált hidrogén újraegyesül az elveszett elektronokkal, és újra semleges lesz.
A szupernóva jellemzői a csillag tömegétől, a robbanás teljes energiájától és ami fontos, sugárától függően változnak. Ez azt jelenti, hogy a Betelgeuse hullámzása sokkal megnehezíti a robbanás előrejelzését.
A kutatók azt találták, hogy ha az egész csillag egyöntetűen pulzál – szívesen be- és kilégez, ha úgy tetszik -, a szupernóva úgy fog viselkedni, mintha a Betelgeuse egy adott sugarú statikus csillag lenne. A csillag különböző rétegei azonban oszcillálhatnak egymással: a külső rétegek kitágulnak, a középső rétegek összehúzódnak, és fordítva.
“A csillag összenyomott részének fénye gyengébb” – magyarázta Goldberg. “Ahogy egy kompaktabb, nem pulzáló csillagtól is elvárhatnánk.” Eközben a csillag azon részeinek fénye, amelyek akkor tágultak, fényesebbnek tűntek, mintha egy nagy, nem lüktető csillagból származna.
Goldberg Andy Howell fizika professzorral és Evan Bauer, a KITP kutatójával az Amerikai Csillagászati Társaság kutatási jegyzeteiben bemutatott cikket tervezi összefoglalni a kifejezetten Betelgeuse számára készített szimulációk eredményeit.
Források: Fotó: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
