Mikor fog a Betelgeuse felrobbanni?

18645

Egy új tanulmány szerint a Betelgeuse szuperóriás inkább előbb, mint utóbb szupernóvaként fog felrobbanni, de más tudósok óvatosságra intenek.

Művészi illusztráció a Betelgeuse szuperóriás csillagról. (Forrás: ESO / L. Calçada)

Ha meg kéne jósolnunk, hogy melyik lesz a következő közeli csillag, amely szupernóvaként fog felrobbanni a Tejútrendszerben, akkor a csillagászok többsége a Betelgeuse-re tenné a voksát. A fényes, vörös szuperóriás csillag, az Orion csillagkép válla, élete végéhez közeledik, és kevesebb, mint 1000 fényévre van a Földtől. Vajon mikor fog szupernóvává válni? Vajon itt leszünk még, hogy a szemtanúi lehessünk?

A csillagászok általában úgy gondolják, hogy a következő 100 ezer évben fog felrobbanni – ez elég közeli időpont kozmikus értelemben, de nem emberi értelemben. Egy június 1-jén, az arXiv csillagászati preprint portálon közzétett tanulmányban Saio Hideyuki (Tohoku University) és munkatársai azt állítják, hogy a csillag jóval előrébb tarthat a fejlődésben, és közelebb lehet a robbanáshoz, mint gondoltuk. Mások szerint ez erősen vitatható, mert ellentmondásos feltételezésekből indultak ki a tanulmány szerzői.

A kutatók a csillag pulzációját vizsgálva jutottak erre az eredményre. A Betelgeuse nem stabil, szabályos időközönként „be- és kilélegzik”, egymást átfedő felharmonikusokkal. A csillagászok az elmúlt évszázad során nyomon követték a fényességét (részben a Változócsillag-észlelők Amerikai Társasága, az AAVSO adatainak köszönhetően), és 2200 napos, 420 napos, 230 napos és 185 napos periódusidejű fényességváltozásokat észleltek.

A csillagászok általában a 420 napon át tartó pulzációt tekintik elsődlegesnek, a rövidebb ciklusokat pedig felharmonikusoknak. A 2200 napos (vagy hatéves) periódust nem tartják a szokásos pulzáció részének, inkább egy hosszabb másodlagos periódusnak, amelynek ismeretlen az eredete, de a szuperóriás csillagok egyharmadára jellemző.

Ha a 420 napos periódus az elsődleges, akkor a Betelgeuse átmérője akkora lenne, mint 800 vagy 900 Napé. A Naprendszerbe téve majdnem elérné a Jupiter pályáját. Saio és munkatársai úgy gondolják, hogy ez az adat erősen alábecsült lehet. Ha a 2200 napos ciklus az elsődleges, és a többi a felharmonikus, akkor a csillag még sokkal nagyobb lehet, akár 1200 Napnak megfelelő méretű, így még a Jupiter pályáján is túlnyúlna.

A kép az ALMA rádiótávcső-hálózat segítségével készült a Betelgeuse-ről. Az ábrán láthatjuk, mekkora lenne az óriáscsillag, ha a Naprendszer közepébe helyeznénk. Ez a csillag egyik méretbecslésén alapul, amely még nem eléggé megalapozott. (Forrás: ESO)

Ha nagyobb a mérete, akkor előrébb is járhat az életciklusában. A Betelgeuse-höz hasonló csillagok dinamikus és gyors életet élnek. A Naphoz hasonlóan eleinte úgy világítanak, hogy a hidrogént héliummá alakítják, de hamar áttérnek a hélium-étrendre, amelynek fúziójával szén jön létre. Az ekkor „elégő” szénből más, nehezebb elemek keletkeznek. A mag körüli héjakban könnyebb elemek fuzionálnak, ezek miatt duzzad meg a csillag, mint egy forró plazmával töltött luftballon.

Saio és munkatársai számítógépes szimulációkkal figyelték meg a csillagok fejlődését a születésüktől idős korukig, és kiszámították minden fázisban a pulzációkat. Arra a következtetésre jutottak, hogy mind a négy pulzáció – a 2200 napos ciklustól a 185 napos ciklusig – megmagyarázható egy a „szénégetés” utolsó fázisaiban járó, lélegző csillaggal. „Miután a magban a szén kimerült, magösszeomlás következik be, amely pár évtized alatt szupernóva-robbanáshoz vezet.” – írják a kutatók.

De mikor fogy ki a szénből? Nehéz megmondani, mert ebben a késői stádiumban nem sokat változnak a pulzációs periódusok. „Nem lehetséges pontosan megbecsülni, hogy jelenleg mennyi szén van a magban.” – mondja Saio. „Csak tippelhetjük, hogy a szénkimerülésig kevesebb, mint pár száz év lehet hátra.”

A kedélyeket mindenképp lecsillapítja, hogy a kutatócsoport szerint a Betelgeuse nem holnap vagy a következő évtizedben fog felrobbanni. Úgy becsülik, hogy 10 vagy 100 ezer év helyett inkább ezer éven belül fog ez megtörténni.

Egyes kutatók kétségeiket fejezték ki az új számításokkal kapcsolatban. Morgan MacLeod (Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian) a pulzáló csillagokat vizsgáló elméleti szakember szerint az új eredmények nem esnek egybe a megfigyelésekkel. Ha a 2200 napos ciklust beleszámítjuk a Betelgeuse szokásos „légzésébe”, azzal az a gond, hogy a szuperóriást túl hatalmassá tesszük vele.

A Betelgeuse olyan nagy és olyan közel van, hogy Saio csapatának méretre vonatkozó becsléseit összevethetjük az átmérő interferometriás méréseivel. Saio csapata több ilyen mérést idéz a szakcikkben, mindegyik 1000–1500-szorosa a Nap átmérőjének.

Ezeket az adatokat mind infravörös hullámhossz-tartományban rögzítették. A csillagok nem tömör objektumok. A különböző hullámhosszú megfigyelések különböző mélységekbe hatolnak be. A látható tartományban végzett megfigyelések, amelyekkel a látható felszínt (vagy fotoszférát) érzékeljük, kisebb értékeket adnak. „A tanulmányban ismertetett méretbecslések (55 milliívmásodperc) több mikronos hullámhosszon lettek mérve, és nagyobbak, mint a nagyjából 42 milliívmásodperces optikai fotoszféraméret.” – mondja MacLeod. Molnár László (CSFK) és munkatársai ezt az ellentmondást elemzik az AAS Research Notes hasábjain.

A 2200 napos pulzálás, ha sugárirányú, más problémákat is felvet. A spektroszkópiai mérések szerint a csillag felszíne körülbelül 1,5 kilométeres másodpercenkénti sebességgel tágul és zsugorodik. Ha a csillag 2200 napon át ilyen sebességgel „lélegzik”, akkor a teljes átmérője minden ciklusban a Nap méretének 180-szorosával változna. Ez még csillagászati mértékben is sok.

Ráadásul a 2200 napos pulzáció hatással lenne a felharmonikusokra is. Így például a 400 napos ciklus nem tartana mindig 400 napig. Amikor a csillag teljes méretűre puffad, ez a felharmonikus meghosszabbodna, és a csillag zsugorodásakor ehhez hasonlóan meg is rövidülne. „Ezeknek a változásoknak minden 2200 napos ciklusban szisztematikusan meg kellene ismétlődniük.” – mondja MacLeod. „Nem hiszem, hogy a Betelgeuse hosszú távú fénygörbéjében látunk erre bizonyítékot. Véletlenszerűen változik a 400 napos tipikus ciklus körül.”

„Úgy gondolom, hogy a Saio és munkatársai által bemutatott értelmezés egyáltalán nem kizárt.” – teszi hozzá. „De felvet néhány kérdést, amelyek első látásra ellentmondanak az adatoknak.”

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás