A Betelgeuze a hozzánk egyik legközelebbi vörös szuperóriás, és most már egyre valószínűbb, hogy nincs egyedül, az Európai Déli Obszervatórium (ESO) egyik nyolc méteres távcsövével készült, nagy felbontású felvételen ugyanis egyértelműen látszik mellette egy másik objektum.
Azt, hogy a Betelgeuze nem magános csillag, már többen felvetették az elmúlt évszázad során, különböző megfontolások alapján. Voltak, akik a fényváltozásait igyekeztek kettősséggel magyarázni, mások nagy felbontású képalkotással véltek mellette társcsillagot azonosítani, de ezeket később nem sikerült igazolni. Mivel azonban gyakorlatilag minden nagy tömegű csillag kettős vagy többes rendszer tagjaként születik, a kérdés továbbra is nyitva állt. 2024-ben kapott új lendületet a keresés egy lehetséges kísérő után, amikor két, egymástól független szakcikk szinte egyszerre azonos következtetésekre jutott. Mint arról mi is beszámoltunk korábban, a Jared Goldberg (Columbia University/Michigan State University), Meridith Joyce (Rochester Institute of Technology) és Molnár László (HUN-REN CSFK) együttműködésében készült első és a Morgan MacLeod (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) vezetésével készült második munka is egy hatéves keringési periódusú, nagyon közeli, a szuperóriástól csak 2,5 csillagsugárra keringő társcsillag jelenlétével magyarázta a Betelgeuze hatéves fényesség- és sebességváltozásait.
Ezek az eredmények elindították a hajszát a csillag közvetlen kimutatására, de a Betelgeuze fénye és közelsége nagyon megnehezítette a feladatot. Sem a Hubble, sem a Chandra űrtávcsővel nem sikerült rövid hullámhosszakon detektálni a kísérő nyomát. 2025-ben az Északi Gemini óriástávcsővel már feltűnt egy lehetséges társcsillag, de a közvetlen leképezést megvalósító, nagyon nagy felbontású felvételen még bizonytalan volt, hogy tényleg ott van-e egy második objektum.
Ezzel egyidejűleg azonban egy másik nemzetközi csapat, Miguel Montargès (Párizsi Obszervatórium) vezetésével, az ESO Very Large Telescope (VLT) műszeregyüttesének egyik távcsövén lévő SPHERE berendezést is ráirányította a szuperóriás csillagra. A SPHERE-t csillagok körüli exobolygók közvetlen leképezésére fejlesztették ki, így kiválóan alkalmas volt a feladatra. Ez a mérés már egyértelműen mutat egy második forrást a Betelgeuze mellett, ráadásul ugyanott, ahol az Északi Gemini távcsővel készült felvételen is látszott, illetve a két korábbi tanulmány által előre jelzett távolságra. A kutatók eredményeiket egy frissen megjelent szakcikkben közölték, az Astronomy & Astrophysics folyóiratban.
„Kiugrottam a székemből, amikor megláttam a feldolgozott képeket”, mondta el Montargès. „Őszintén szólva azt gondoltam, hogy nem lesz elég az érzékenységünk a jósolt kísérő detektálására. De mivel a csillag nagyobb a vártnál, mégis látjuk!” A kutatók szerint ugyanis a kísérő az eredetileg előre jelzett, kb. egy-másfél naptömeg helyett két-három naptömegű csillag lehet, és így jóval fényesebb is. „Figyelemre méltó, hogy egy ilyen alaposan kutatott csillag körül még mindig felfedezhetünk egy közeli kísérőcsillagot, amely nagyobb tömegű és fényesebb, mint a Nap” – mondja Montargès. „Ezek a tudomány legszebb pillanatai: amikor valami újat, váratlant látunk.” De még nem teljes a bizonyosság: „Ahhoz, hogy meggyőződjünk arról, hogy tényleg ott van a kísérő, meg kell várnunk, hogy átkerüljön a csillag másik oldalára, de nem sok kétség maradt.”
Hasonlóan óvatos a kísérőt előrejelző Jared Goldberg is: „Csak akkor fogom igazán elhinni, hogy valóban megfigyeltük a Betelgeuze társát, ha az eltűnik, majd újra megjelenik, de ezek így is nagyon izgalmas eredmények! Úgy gondolom, most már kétség nélkül kijelenthetjük, hogy valami ott volt – és pontosan ott, ahol tudjuk, hogy a társnak lennie kellett volna. Így tehát nagyon várom a kutatások folytatását a következő években, amikor a kísérőcsillag a Betelgeuze mögé kerül, hogy megbízhatóbb becsléseket adhassunk a kísérőcsillag tömegére, sugarára és egyéb fizikai tulajdonságaira.”
A jóslatot adó cikk másik szerzője, Meridith Joyce pedig kiemelte, hogy milyen fontos volt több irányból is megpróbálni megtalálni a kísérőt: „Ez a felfedezés rendkívül izgalmas, és két dolog is bizakodásra ad okot számomra: ez a legmegbízhatóbb észlelés, amit eddig láttunk, továbbá egy olyan módszerrel sikerült kimutatni, amely lényegében független volt a korábbi kísérletektől (mint a mi HST távoli utraibolya és Chandra röntgenméréseink), ami megmagyarázza, miért nem láttuk még korábban (megbízhatóan).”
A kísérő tulajdonságai azonban még igen bizonytalanul ismertek. „A tömegbecsléssel kapcsolatban: a HST nem detektálásról szóló cikkünkben megadtunk korlátokat, amelyek első ránézésre ellentmondásban vannak a jelen munkában meghatározott tömeggel. Csillagfejlődési szempontból azonban – figyelembe véve mind a megfigyelési, mind a modellezési oldalon a tömegbecslésekkel járó hatalmas bizonytalanságot – azt mondanám, hogy valójában meglehetősen figyelemre méltó, hogy eredményeink másfél-kétszeres tényezőn belül egyeznek”, összegezte Dr. Joyce.
Ez a felfedezés új lendületet adhat a vörös óriás és szuperóriás csillagok hosszú másodlagos periódusainak értelmezéséhez. A Betelgeuze esetében is régóta vitatott kérdés, hogy a csillag 0,5-1 év körüli pulzációja mellett mi okozhatja annak lassabb, hatéves periódusú fényességváltozásait. A kísérő jelenléte arra utal, hogy az okokat nem a csillagon belül, hanem körülötte kell keresni. A szuperóriások ugyanis rengeteg port termelnek, ami felhőkbe és csomókba gyűlik körülöttük: egy ilyen, sűrű porfelhő okozta a Betelgeuze nagy elhalványodását is 2020-ban. A jelenleg legvalószínűbb modell szerint a csillag külső légkörében keringő kísérő egy spirális hullámot kelt maga után, és ez a hullám söpri össze a port a Betelgeuze körül. Ez a porfelhő egy fél keringéssel később, a kísérővel ellentétes oldalon válik a legsűrűbbé. Ez a forgatókönyv, a két csillag egymás körüli keringésével együtt, képes lehet egyszerre magyarázni a megfigyelt fényesség- és sebességváltozásokat is. Mivel más csillagok is mutatnak ilyen hosszú másodlagos periódusokat, a jövőben további szuperóriások megfigyelése akár további, eddig ismeretlen közeli kísérők jelenlétét is felfedheti majd.
Forrás: ESO
Az eredményeket bemutató szakcikk: Montargès et al: VLT/SPHERE images of the candidate companion of Betelgeuse