Betelgeizė temsta, kinta jos regima forma: kas vyks toliau? (Video)

Betelgeizė yra kintamo ryškio žvaigždė – ji tai patamsėja, tai pašviesėja. Tačiau mokslininkus stebina tai, kaip ilgai ir stabiliai ji temsta: visai neseniai ji pasiekė 1,56 ryškio ribą ir temsta toliau. Per dešimtis metų šios žvaigždės stebėjimų mokslininkai to dar nebuvo regėję.

Į Betelgeizę žvelgia patys didžiausi mūsų teleskopai. Konkrečiai – Europos Pietų Observatorija publikavo naujas Betelgeizės nuotraukas, parodančias žvaigždės paviršiaus ir artimiausios aplinkos skirtumus ir jų kitimą per 2019 metus.

Bene pagrindinis klausimas, kuris kyla žmonėms sužinojus apie tokius dramatiškus pokyčius – ar mes stebime pradinius supernovos sprogimo etapus? Tačiau į jį nei paprasti žmonės, nei astronomai atsakyti kol kas negali. Nors astronomai labiau linkę sakyti „ne“. Na, bent jau ne dabar pat. Ir gal net ne per artimiausius 100 000 metų. Ir net per tiek laiko – nebūtinai. Kol kas astronomai mano, kad nors Betelgeizės šviesumo variacija yra neregėto masto, tai yra normalu – ilgainiui žvaigždė vėl paryškės.

Žinoma, įvertinus šviesos greitį turėtume suprasti, kad viskas, ką matome Betelgeizės paviršiuje, formaliai įvyko prieš šimtus metų, mat atstumas iki jos yra 650 šviesmečių. Bet astronomai kalbėdami apie kosminius įvykius vertina ne realų tų įvykių laiką, o apie tai, kiek laiko tų įvykių šviesai prireikė, kad pasiektų mus – skirtingi stebėtojai, judantys skirtingu greičiu to įvykio atžvilgiu pateiks skirtingą šviesos kelionės nuo įvykio iki jų laiką.

Pamatyti Betelgeizę danguje yra labai paprasta. Dažniausiai tai yra 11 pagal ryškumą žvaigždė dangaus skliaute, ji žiba Oriono juostos dešinėje pusėje. Bet per kelis pastaruosius mėnesius jos ryškumas sumažėjo iki 38 procentų įprasto ryškumo, tad formaliai šiuo metu ji pagal ryškumą yra 24 vietoje dangaus skliaute.

Now at 38% of my usual brightness! #Betelgeuse pic.twitter.com/nY2Dvx62VF

— Betelgeuse Status (@betelbot) February 14, 2020

Šiai žvaigždei ryškumo kitimas yra kasdienybė. Ir ne tik ryškumo – visa žvaigždė pučiasi arba traukiasi priklausomai nuo to, kokia yra vidinė žvaigždės temperatūra tuo metu – kaitra iš vidaus priverčia ją plėstis, tarsi plakančią širdį.

Žvaigždės paviršiuje yra milžiniškos konvekcijos celės – jų centre, kur materija kyla, žvaigždė būna šviesiausia, o pakraščiuose, kur pravėsusi materija jau leidžiasi, ji būna tamsiausia. Be to, nuo žvaigždės nuolat sklinda dulkių debesis, kuris kartais pritemdo vaizdą iš mūsų pusės.

Europos astronomams pasisekė – jie 2019 m. pradžioje, pasinaudodami viena galingiausių pasaulio kosminių observatorijų, sugebėjo užfiksuoti labai detalų Betelgeizės paviršiaus vaizdą.

O tokia sėkmė suteikė galimybę atlikti ir vėlesnius palyginamuosius stebėjimus vėliau tais pačiais metais. Todėl buvo pamatyti ne tik dideli laikui bėgant išryškėjantys skirtumai pačiame žvaigždės paviršiuje, bet ir dujų bei dulkių debesies, pakilusio per milijardus metų, bruožai.

Taigi, pradžiai – 2019 m. pradžios Betelgeizės vaizdas, kurį užfiksavo Europos Pietų observatorijos instrumentas SPHERE (angl. Spectro-Polarmimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument). Beje, tai labai įdomus astronominis įrankis, leidžiantis mokslininkams matyti poliarizuotą infraraudonąją šviesą, sklindančią nuo besiformuojančių planetų, kurios sukasi apie naujagimę žvaigždę.

Ir, panašu, kad ne tik: taip pat šis įrankis geba užfiksuoti didelės raiškos Betelgeizės nuotraukas.

O Betelgeizė yra mums tokia artima ir tokia didelė, jog antžeminiai teleskopai ją gali įžiūrėti ne šiaip kaip tašką, kaip taškinį šviesos šaltinį, o kaip diską – ir net įžiūrėti milžiniškas konvekcijos celes.

Metų pradžios nuotrauką palyginkime su beveik po metų, gruodžio 19 d. užfiksuotu vaizdu: viršutinėje žvaigždės disko dalyje matoma ryški šviesi dėmė, o apačioje – tamsesnis regionas.

Beje, visai neseniai kokybiškai, didele raiška stebėtos ir Saulės konvekcinės celės – karštų dujų „fontanai“, iškylantys iš Saulės gelmių. Saulėje tokios celės, į kosmosą paskleidžiančios didelius kiekius žvaigždės kaitros, gali būti apie 1000 kilometrų skersmens.

Tuo tarpu pavienės Betelgeizės celės gali užimti net iki 60 visos žvaigždės ploto. Kadangi žvaigždės skersmuo gali būti didesnis nei milijardas kilometrų, vienos celės skersmuo gali būti matuojamas šimtais milijonų kilometrų.

Manoma, kad šviesesnysis regionas viršutinėje nuotraukos dalyje, kaip tik ir yra viena iš tokių konvekcinių celių, o tamsesnysis regionas paaiškina, dėl ko žvelgiant iš Žemės Betelgeizė atrodo pritemusi. Nors daryti griežtą išvadą, kad tiksliai taip ir yra, dar anksti – gali būti ir kitų pritemimo paaiškinimų.

Mokslininkai dar tikrina idėją, kad Betelgeizė išspjovė didelį dulkių debesį, kuris iš dalies dengia tiesioginį jos matomumą. Šią idėją tikrinti padėjo „Very Large Telescope“ (VLT) instrumentas VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared).

Pagrindinis VISIR tikslas ir paskirtis– prisidėti prie gyvybei tinkamų planetų, besisukančių apie artimiausias žvaigždes (tokias, kaip Kentauro Alfa), paieškų. Tačiau jis taip pat labai sėkmingai gali būti panaudotas tyrinėjant Betelgeizės artimiausią aplinką.

Pavyzdžiui, šioje nuotraukoje matoma infraraudonojo spektro šviesa, skleidžiama dulkių, kurios 2019 m. gruodė supo Betelgeizę. Atrodo tarsi liepsna aplink žvaigždę, bet iš tiesų tai yra tik milžiniškas žvaigždės išmestos materijos kiekis.

VISIR instrumentas astronomams suteikia galimybę atmesti ryškiausią tiesiogiai žvaigždės skleidžiamos šviesos dalį – ją pašalinus tampa matoma ir blyškesnė materija, kurią žvaigždės šivesa užgožtų.

Palyginimui astronomai į šią nuotrauką „įklijavo“ ir pačios Betelgeizės vaizdą, todėl galima palyginti žvaigždės ir jos dulkių debesies dydžius. Ir nepamirškite, kad pati Betelgeizė dydžiu prilygsta Jupiterio orbitai aplink Saulę, tad dulkų debesis yra iš tiesų milžiniškas.

Taigi, dar kartą: mokslininkai nenutuokia, ar Betelgeizė artimiausiu metu ketina sprogti, bet faktas, kad pastarasis jos patamsėjimas astronomams yra dar nematytas. O galimybė įžiūrėti žvaigždės paviršiaus ir aplinkos bruožus iš Žemės – tiesiog fantastiška.