Astronomowie z całego świata byli zaskoczeni pod koniec 2019 roku, gdy Betelgeza, jedna z najjaśniejszych gwiazd na niebie, pociemniała na kilka miesięcy. Plotki głosiły, że gwiazda jest bliska wybuchu supernowej. Tak się nie stało. Jednak dyskusja na temat tego, co się dzieje, rozgorzała na dobre. Teraz, nowo opublikowane zdjęcia wykonane przed i podczas „Wielkiego Przyćmienia” sugerują, co się stało: Powierzchnia gwiazdy ochłodziła się i wywołała chmurę pyłu, która tymczasowo zablokowała jej światło.
„To najlepsza interpretacja, jaką możemy uzyskać z danych, które posiadamy … bez lotu statkiem kosmicznym do Betelgezy i zobaczenia, co się tam dzieje” – mówi astrofizyk Emily Cannon z KU Leuven w Belgii.
Cannon i jej współpracownicy użyli instrumentu SPHERE na Bardzo Dużym Teleskopie Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile (Very Large Telescop), aby robić zdjęcia Betelgezy przez ponad rok. Zupełnie przypadkowo, zespół uchwycił obraz gwiazdy w styczniu 2019 roku, miesiące przed rozpoczęciem przyciemniania, i mógł porównać ten obraz z innymi wykonanymi w grudniu 2019 roku oraz styczniu i marcu 2020 roku.
Ściemnienie nie było równomiernie rozłożone na powierzchni Betelgezy, zespół donosi 16 czerwca. Ciemna plama była skoncentrowana na południowej półkuli gwiazdy. Naukowcy przeprowadzili symulacje komputerowe gwiazdy, które uwzględniały dynamiczne pęcherzyki gazu nieustannie kłębiące się pod jej powierzchnią, aby znaleźć najbardziej prawdopodobne wyjaśnienie sposobu, w jaki nastąpiło przyciemnienie.
Wcześniejsze obserwacje gwiazdy podzieliły astronomów na dwa obozy. Jedna grupa uważała, że chmura pyłu zablokowała światło Betelgezy. Inna uważała, że nie ma wystarczających dowodów na istnienie pyłu, a przyćmienie jest wynikiem chwilowego ochłodzenia na powierzchni Betelgezy.
Astrofizyk Miguel Montargès mówi, że teraz, gdy zobaczył dane swojego zespołu, jest w obu obozach. „Najbardziej naturalnym wnioskiem jest to, że oba zdarzenia miały miejsce” – mówi Montargès z Obserwatorium Paryskiego.
Hipoteza zespołu jest taka, że pod koniec 2019 roku na południowej półkuli Betelgezy utworzyła się tymczasowa zimna plama spowodowana normalnym kurczeniem się plazmy powierzchniowej, a to ochłodzenie spowodowało przyciemnienie światła gwiazdy. Zimna plama pozwoliła następnie gazowi, który został uwolniony z powierzchni gwiazdy, ochłodzić się na tyle, by utworzyć cząsteczki pyłu, które jeszcze bardziej zablokowały światło gwiazdy.
„Zaczynasz otrzymywać efekt ucieczki,” co ułatwia formowanie się większej ilości pyłu, mówi astrofizyk Emily Levesque z University of Washington w Seattle, która nie brała udziału w badaniach. Gdy pył się rozproszył, światło gwiazd znów prześwitywało.
Niektórzy astronomowie wciąż nie są przekonani, że pył jest częścią odpowiedzi. Obrazy i symulacje nie dowodzą, że pył tam był, mówi astrofizyk Thavisha Dharmawardena z Instytutu Astronomicznego Maxa Plancka w Heidelbergu, Niemcy. „Ta dyskusja będzie trwała dopóki nie uzyskamy bezpośrednich dowodów na istnienie pyłu”, mówi Dharmawardena, który szukał – i nie znalazł – śladów pyłu podczas Wielkiego Ściemnienia.
Montargès uważa, że pył był po prostu trudny do zobaczenia przy użyciu innych technik. „Kiedy ludzie mówią, że nie widzą nowego pyłu, myślę, że się mylą” – mówi. „Chodzi o to, że ich dane nie pozwalają im go zobaczyć”.
Obaj badacze zgadzają się, że Atacama Large Millimeter Array w Chile może przełamać impas. Teleskop ten był nieczynny zeszłego lata z powodu pandemii COVID-19, kiedy jego obserwacje byłyby najbardziej przydatne. Więcej obserwacji zaplanowano na lato tego roku i jeśli pył wciąż tam jest, ALMA powinna go dostrzec.
Mimo to, „jeśli nie możemy go zidentyfikować, to nie dlatego, że go tam nie ma” – mówi Montargès. „To dlatego, że próbujemy za późno”.
Obserwacje Betelgezy mogą pomóc astronomom w rozpoznaniu podobnych zjawisk ściemniania u innych gwiazd, twierdzi Levesque. Betelgeza jest najbliższą Ziemi gwiazdą typu czerwony supergigant, czyli późną fazą cyklu życia gwiazdy, która poprzedza wybuch supernowej. Podczas gdy pył nie zapowiada wybuchu, może być częścią tego, jak gwiazdy te tracą masę przed śmiercią.
Kiedy więc Betelgeza zgaśnie z hukiem? „Nie dzisiaj,” mówi Montargès. „Każdego dnia jesteśmy bliżej wybuchu, to pewne. Myślę, że dla Betelgezy to nie jest jutro, ani nawet za naszego życia”.
