Pressmeddelande

Betelgeuses mystiska ljusstyrkeminskning förklarad

16 juni 2021, Skurup

När Betelgeuse, en ljusstark orange stjärna i stjärnbilden Orion, tappade i ljusstyrka i slutet av 2019 och början av 2020 blev astronomerna överraskade. Ett forskarlag har nu publicerat nya bilder av stjärnans yta, tagna med Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) som tydligt visar hur dess ljusstyrka förändrades. Resultaten visar att Betelgeuse delvis skymdes av ett stoftmoln, vilket förklarar stjärnans dramatiska försvagning.

När Betelgeuse blev allt svagare i slutet av 2019, en förändring som kunde ses även för blotta ögat, riktade Miguel Montargès och hans forskarkollegor ESO:s VLT mot stjärnan. Jämfört med en bild av stjärnan tagen i januari 2019 visar en bild från december samma år att dess yta var betydligt mörkare, särskilt dess södra del. Men man visste inte säkert varför.

 

Astronomerna fortsatte att studera stjärnan under dess djupa försvagningsfas och tog ytterligare bilder i januari 2020 och mars 2020. I april samma år hade stjärnan återfått sin normala ljusstyrka.

 

“För en gångs skull såg vi en stjärnas utseende förändras i realtid på tidsskalor av några veckor” säger Montargès, astronom vid Parisobservatoriet i Frankrike och KU Leuven i Belgien. De bilder som publiceras nu är de enda som visar hur Betelegeuses yta förändrades med tiden.

 

I den nya studien som publiceras i dag i Nature visar forskarna att försvagningen orsakades av stoft i stjärnans atmosfär, som i sin tur orsakades av att temperaturen på dess yta sjönk. 

 

Ytan på Betelgeuse varierar kontinuerligt på grund enorma gasbubblor som rör sig, sjunker och sväller i stjärnan. Astronomerna drar slutsatsen att Betelgeuse en tid innan försvagningen kastade ut en stor gasbubbla som avlägsnade sig från dess yta. När en region på stjärnans yta strax därefter sjönk i temperatur orsakades en kondensation av stoftpartiklar i gasen.

 

“Vi har direkt kunnat observera bildningen av stjärnstoft” säger Montargès, vars forskning visar att stoftbildning kan ske mycket snabbt och nära en stjärnas yta. “Stoft som kastas ut från äldre kalla stjärnor, som det utkast vi har observerat, kan framgent bilda de byggstenar som krävs för utvecklingen av jordlika planeter och liv” menar Emily Cannon från KU Leuven, som ingick i forskarlaget.

 

Istället för en försvagning orsakad av stoft spekulerades det på internet om fenomenet kunde orsakas av Betelgeuses kommande död i en spektakulär supernovaexplosion. Den senaste supernovan som observerades i vår galax Vintergatan framträdde under 1600-talet, vilket gör att astronomerna inte är helt säkra på vilka signaler de ska leta efter precis innan en sådan extrem händelse sker. Men den nya studien visar att ljusstyrkeminskningen inte hade något att göra med stjärnans framtida supernovautbrott.

 

Den dramatiska minskningen i ljusstyrka hos en så stark stjärna engagerade såväl professionella astronomer som amatörastronomer. “När man tittar upp mot stjärnhimlen kan man få intrycket att stjärnorna är eviga och oföränderliga. Försvagningen hos Betelgeuse motsäger denna illusion” säger Cannon.

 

Forskarna använde SPHERE-instrumentet (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) på ESO:s VLT för att direkt avbilda Betelgeuses yta och GRAVITY-instrumentet på ESO:s Very Large Telescope Interferometer (VLTI) för att följa stjärnan under fenomenets gång. Teleskopen, som är belägna på ESO:s Paranalobservatorium i Chiles Atacamaöken, var “kritiska verktyg för att diagnostisera orsaken till händelsen” säger Cannon. “Vi kunde observera stjärnan inte bara som en punkt, utan som en glob med föränderliga detaljer på ytan”, tillägger Montargès.

 

Både Montargès och Cannon ser med förhoppning fram emot de resultat som framtida astronomiska instrument, särskilt ESO:s Extremely Large Telescope (ELT), kommer bidra med till förståelsen av den röda superjättestjärnan Betelgeuse. “Den oöverträffade vinkelupplösningen hos ELT kommer ge oss möjlighet att direkt avbilda stjärnan i fantastisk detaljrikedom” säger Cannon. “Teleskopet kommer också att utöka antalet röda superjättar som vi kan studera ytan på, och hjälpa oss att avslöja deras mysterier”.

Mer information

Forskningen presenteras i artikeln “A dusty veil shading Betelgeuse during its Great Dimming” (https://doi.org/10.1038/s41586-021-03546-8) i tidskriften Nature.

 

Forskarlaget utgörs av M. Montargès (LESIA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris, Frankrike [LESIA] och Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgien [KU Leuven]), E. Cannon (KU Leuven), E. Lagadec (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Nice, Frankrike [OCA]), A. de Koter (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, The Netherlands och KU Leuven), P. Kervella (LESIA), J. Sanchez-Bermudez (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany [MPIA] och Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City, Mexico), C. Paladini (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO-Chile]), F. Cantalloube (MPIA), L. Decin (KU Leuven och School of Chemistry, University of Leeds, Storbritannien), P. Scicluna (ESO-Chile), K. Kravchenko (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Germany), A. K. Dupree (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, MA, USA), S. Ridgway (NSF’s NOIRLab, Tucson, AZ, USA), M. Wittkowski (European Southern Observatory, Garching bei Munchen, Germany [ESO-Garching]), N. Anugu (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, AZ, USA och School of Physics and Astronomy, University of Exeter, Storbritannien [Exeter]), R. Norris (Physics Department, New Mexico Institute of Mining and Technology, Socorro, USA), G. Rau (NASA Goddard Space Flight Center, Exoplanets & Stellar Astrophysics Laboratory, Greenbelt, MD, USA [NASA Goddard] och Department of Physics, Catholic University of America, Washington, DC USA), G. Perrin (LESIA), A. Chiavassa (OCA), S. Kraus (Exeter), J. D. Monnier (Department of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA [Michigan]), F. Millour (OCA), J.-B. Le Bouquin (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankrike och Michigan), X. Haubois (ESO-Chile), B. Lopez (OCA), P. Stee (OCA), och W. Danchi (NASA Goddard).

 

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 16 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. På bergstoppen Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT, som kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikel
• Behind the Paper, blogginlägg på Nature Communities
• Bilder på VLT och VLTI
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på ditt språk
• För astronomer: Berätta om din forskning!

 

Kontakter

Miguel Montargès
LESIA, Observatoire de Paris, PSL University
Paris, France
Tel: +33 (0)1 45 07 76 95
E-post: miguel.montarges@observatoiredeparis.psl.eu

Emily Cannon
Institute of Astronomy, KU Leuven
Leuven, Belgium
E-post: emily.cannon@kuleuven.be

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

Johan Warell (press contact Sverige)
ESO Science Outreach Network
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
Email: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2109 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.