Je leest:

Reuzenster Betelgeuse hult zichzelf in nevelen

Reuzenster Betelgeuse hult zichzelf in nevelen

Auteur: | 21 augustus 2020

Dit jaar verloor reuzenster Betelgeuse plots tweederde van zijn helderheid. Sommigen dachten dat hij op het punt stond een heldere explosie aan de hemel te veroorzaken. Wetenschappers concluderen nu dat Betelgeuse een rookgordijn optrok.

De ster Betelgeuse is gemakkelijk met het blote oog te zien in het sterrenbeeld Orion, vooral in de winter. Betelgeuse is de helder oranje ster linksboven.

Betelgeuse is als een enorme tijdbom die tikt in onze kosmische voortuin. De ster kan op ieder moment exploderen als een heldere supernova. Astronomie-liefhebbers kijken uit naar dat moment, want áls deze ster ontploft, dan zien we hem wekenlang als een helder schijnsel – bijna even sterk als de volle maan – zelfs overdag. Eerder rekenden wetenschappers uit dat deze epische knal ondanks de relatief geringe afstand geen gevaar vormt voor het leven op aarde.

Het is niet gek dat Betelgeuse onder een vergrootglas ligt. Alle sterren hebben een levenscyclus – worden ‘geboren’ uit gaswolken en ‘sterven’ wanneer hun brandstof op is – en Betelgeuse is met een leeftijd van ruim acht miljoen jaar bejaard te noemen, voor zijn relatief kortlevende soort althans. De verwachting is dan ook dat de zogenoemde ‘rode superreus’ binnen nu en honderdduizend jaar door zijn fusiebrandstof heen is, instort en als supernova eindigt. Op kosmische tijdschalen kun je dus zeggen dat Betelgeuse op springen staat, en dat gegeven voedt speculatie. Was het dimmen van de ster tussen oktober 2019 en april 2020 een voorbode van spectaculair kosmisch vuurwerk?

Een team van Europese en Amerikaanse wetenschappers trekken een andere conclusie op basis van metingen van ruimtetelescoop Hubble en de Very Large Telescope in Chili. Tussen september en november zagen ze dat Betelgeuse een grote hoeveelheid materiaal door zijn hete atmosfeer naar buiten spuwde. Dat materiaal zou zijn afgekoeld en kon een stofwolk vormen dat (een deel) van het licht van de ster blokkeerde. Niet alle wetenschappers zijn overtuigd van die verklaring. Bovendien zegt het bar weinig over de kansen dat Betelgeuse binnenkort een supernova wordt.

Toevallige waarnemingen

Sinds mensenheugenis is Betelgeuse een van de meest bestudeerde sterren. Chinese astronomen beschreven zo’n 2500 jaar geleden al de bijzonder oranje kleur van de gigantische ster – in ons eigen zonnestelsel zou hij de binnenste vijf planeten inclusief de aarde opslokken. En nog altijd geldt het als populair doelwit om telescoop-apparatuur mee te testen en kalibreren. Toch was het toeval dat onderzoekers sinds 2019 regelmatige ultravioletwaarnemingen deden aan Betelgeuse. Dat vertelt veel over de hete atmosfeer (ook wel chromosfeer genoemd) net boven het wervelende oppervlak van de ster.

Deze opname van Betelgeuse door de Very Large Telescope laat zien dat het zuidelijke deel van het oppervlak van de ster minder helder is dan het noordelijke deel.

Uit die waarnemingen blijkt dat de ster op het zuidelijk halfrond al voordat de grote verduistering begon een flinke hoeveelheid stermateriaal – voornamelijk waterstof, helium en nog wat zwaardere elementen – naar buiten spuwde. De Hubble-telescoop ving in het uv-spectrum een sterker dan gebruikelijke ‘vingerafdruk’ van magnesium op. “Dat signaal is waarschijnlijk veroorzaakt door het element dat in de gloeiendhete buitenatmosfeer van de ster werd opgewarmd”, zegt onderzoeker Miguel Montargès van de Katholieke Universiteit Leuven, die bij het onderzoek betrokken was. “Er zaten meer elementen in deze wolk, maar juist magnesium is goed zichtbaar met Hubble.”

Het materiaal dat eind 2019 werd uitgespuwd zou verder van de ster zijn afgekoeld en zijn samengeklonterd tot stof dat een deel van de ster verduisterde. “De regio waar de eerdere uitbarsting plaatsvond lijkt overeen te komen met het stuk dat later minder helder werd. Deze twee gebeurtenissen lijken daarom met elkaar verbonden”, zegt Montargès.

De helderheid van de ster Betelgeuse gemeten tussen juli 2013 en mei 2020. De ster is met enige regelmaat minder helder, tussen oktober 2019 en april 2020 was dit proces echter veel sterker. De helderheid kan niet continu worden gemeten, in de zomer verdwijnt Betelgeuse achter de zon.

Ook onze eigen zon kent uitbarstingen van materiaal op het oppervlak. Maar hoe kan Betelgeuse plots zo’n gigantische hoeveelheid materiaal naar buiten spuwen? Montargès denkt dat het samenhangt met het ‘pulserende’ karakter van de ster. “De warmte uit de kern van sterren komt wel vaker met een soort golven naar buiten”, zegt hij. “Bij Betelgeuse zien we daarin patronen: er is een regelmatige golf van zo’n zeven jaar en nog een golf van ongeveer vierhonderd dagen. Bij dit evenement kan het zijn dat deze twee golven precies op hetzelfde moment plaatsvonden en zo voor een extra grote uitbarsting zorgden.”

Alternatieve verklaring: een koeler oppervlak

Eerder kwamen Duitse wetenschappers van het Max Planck Institute for Astronomy in Heidelberg tot een andere conclusie. Zij schrijven de verminderde helderheid van Betelgeuse toe aan een tijdelijke afkoeling van het oppervlak. Zo kunnen er op het oppervlak van de ster – net als bij onze zon – zogenoemde zonnevlekken ontstaan die een paar honderd graden koeler zijn dan de rest van het oppervlak. De Duitsers sluiten een stofwolk zelfs uit.

Het ‘stofwolk’-artikel wijst juist zo’n grote zonnevlek van de hand op basis van metingen aan het lichtspectrum van de ster. Aan de telefoon toont onderzoeker Montargès zich wat diplomatieker. Volgens hem kunnen beíde verklaringen juist zijn en kan het uitstoten van een gaswolk samengaan met een tijdelijk afkoeling van het oppervlak.

Uitgelicht door de redactie

Biotechnologie
‘Ik weet zeker dat het nog veel sneller kan’

Geneeskunde
Migraine is meer dan alleen hoofdpijn

Biologie
Oud vaccin tegen COVID-19

Wanneer gaat hij?

Dacht Montargès op enig moment de afgelopen maanden dat er een supernova op handen was? “Nee”, zegt hij overtuigd. Hij leg uit dat zo’n catastrofale explosie volgt op een complex samenspel van fusiereacties die elkaar opvolgen in de kern van de ster. Door fusie van elementen ontstaat een steeds zwaardere kern van ijzer met daaromheen schillen van onder andere silicium, zuurstof en koolstof. Uiteindelijk wordt de kern van een ster als Betelgeuse zó zwaar dat hij instort door de zwaartekracht en een krachtige drukgolf naar buiten veroorzaakt. Dat is het begin van een gigantische kernexplosie.

Toch spelen die processen zich diep in de ster af, waarvandaan het licht er duizenden jaren over doet om het oppervlak van de ster te bereiken. Een explosie ontvouwt zich in een fractie van die tijd. Met andere woorden: voordat je signalen opvangt van een sterkern die aan bepaalde fusiereacties is begonnen, blaast de hele zaak zich op.

Betelgeuse laat zich niet in de kaarten kijken en kan in principe ieder moment knallen. Misschien is het zelfs al gebeurd. Het licht doet er vanaf de ster immers zo’n zevenhonderd jaar over om de aarde te bereiken. Stel, Betelgeuse ontplofte op het moment dat Galileo Galilei in 1609 als een van de eerste mensen met een telescoop de ruimte in tuurde, dan zien we hem nu nog steeds branden alsof er niets aan de hand is.

En is Betelgeuse inmiddels weer helemaal de oude? “Goede vraag!”, roept Montargès met een spoortje wanhoop in zijn stem. “We weten het niet zo goed… Een maand geleden leek het daar wel op, maar net voordat de ster voor een paar maanden achter de zon verdween (en dus niet waar te nemen is – red.) ving een satelliet iets vreemds op. Volgens voorspellingen zou er pas aan het einde van dit jaar een vermindering van helderheid moeten zijn, maar Betelgeuse leek in juli al weer af te nemen in kracht. Het kan nog een interessante winter worden.”

Bron

  • Dupree A. et al., Spatially Resolved Ultraviolet Spectroscopy of the Great Dimming of Betelgeuse, The Astrophysical Journal (13 augustus 2020), DOI:10.3847/1538-4357/aba516
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 21 augustus 2020

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.