Betelgeza to gwiazda, która nieuchronnie zbliża się ku swojemu końcowi. Rozgrzana plazma rozciąga się w tej gwiezdzie na niewyobrażalne odległości rzędu kilkuset milionów kilometrów. Nasze Słońce to przy niej niewinna zabawka. Jednak Betelgeza, gwiazda na skraju życia, kryje w sobie zagadki, które nieustannie intrygują naukowców.
Chyba wszyscy pamiętamy niedawną aferę z pociemnieniem gwiazdy – tę zagadkę uznajemy już właściwie za wyjaśnioną. Ot wyrzut masy z gwiazdy, która ochłodziła się i przysłoniła część jej światła. Jednakże jeszcze przed tym, jak Betelgeza zafascynowała świat nauki swoim Wielkim Przyćmieniem w 2019 roku, astronomowie zwrócili uwagę na inną, jeszcze bardziej niezwykłą cechę tej czerwonego superolbrzyma. Analiza radiowa zmieniającego się światła gwiazdy wskazała, że Betelgeza obraca się z zadziwiającą prędkością 5 kilometrów na sekundę.
Zagadką jest to, że gwiazdy tak wiekowe jak Betelgeza, według teorii, nie powinny obracać się z prędkością wyższą niż teoretycznie dopuszczalna – a ta powinna być przynajmniej o dwa rzędy wielkości niższa. Astronomowie zadają sobie pytanie: jak to możliwe?
Najnowsze filmy
Okazuje się, że odpowiedź może być równie zaskakująca, co sama zagadka. Ostatnie badania, prowadzone pod kierunkiem astrofizyka Jing-Ze Ma z Instytutu Maxa Plancka ds. Astrofizyki w Niemczech, sugerują, że klucz do tej tajemnicy leży w chaotycznej naturze powierzchni Betelgezy. Burzliwe i nieprzewidywalne zachowania na jej powierzchni mogą stwarzać złudzenie, że gwiazda obraca się szybciej, niż jest to w rzeczywistości możliwe.
Mierzenie obrotu gwiazd polega na dokładnym badaniu, jak światło zmienia się, przemieszczając się z jednej strony gwiazdy na drugą. Kiedy światło zbliża się do nas z boku gwiazdy, które porusza się w naszym kierunku, wydaje się nieco bardziej niebieskie – jest to efekt zbliżenia do niebieskiego końca spektrum. Natomiast światło odchodzące od nas, z drugiej strony gwiazdy, wydaje się czerwieńsze. To zjawisko pozwala naukowcom na ocenę prędkości obrotu gwiazdy, analizując różnice między „niebieskim przesunięciem” a „czerwonym przesunięciem”.
Jednak Betelgeza, będąca czerwonym superolbrzymem, nie poddaje się tak łatwo tej metodzie pomiaru. Gwiazda ta jest na zaawansowanym etapie swojego życia, zużywa ostatnie zapasy paliwa jądrowego i znacząco zwiększyła swoje rozmiary. Jej powierzchnia, pulsująca z powodu konwekcji, sprawia, że Betelgeza nie jest tak „cicha” i stabilna, jak inne gwiazdy, co dodatkowo komplikuje pomiary.
Źródło: ESO/J. Drevon et al.
Gorący materiał podnosi się, chłodzi i następnie opada. Ten proces, znany również z działania Słońca, gdzie występują komórki konwekcyjne wielkości Teksasu, na Betelgezie odbywa się z jeszcze większą intensywnością. Komórki konwekcyjne na tej gigantycznej gwiazdzie mogą osiągać rozmiary porównywalne z orbitą Ziemi wokół Słońca, a sama Betelgeza jest na tyle rozległa, że jej rozmiar rozciąga się aż do orbity Jowisza.
Jing-Ze Ma wraz ze swoim zespołem podjęli próbę zrozumienia, czy konwekcja na Betelgezie może być kluczem do alternatywnego wyjaśnienia zjawisk, które wcześniej interpretowano jako bardzo szybki obrót gwiazdy, na podstawie obserwacji wykonanych za pomocą Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). W tym celu zdecydowali się na wykorzystanie symulacji 3D.
Stworzyli modele gwiazd podobnych do Betelgezy, czerwonych superolbrzymów, w których dominuje proces gigantycznej konwekcji, ale które nie wykonują ruchu obrotowego. Następnie analizowali te modele jako syntetyzowane obserwacje uzyskane dzięki ALMA.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Symulacje przeprowadzone przez zespół badawczy ujawniły istnienie gigantycznych komórek konwekcyjnych na Betelgezie, które wznoszą się po jednej stronie tej czerwonego superolbrzyma, podczas gdy po przeciwnej stronie inne komórki zapadają się i opadają do środka. Niestety, teleskop ALMA, mimo swoich zaawansowanych możliwości, nie posiada wystarczającej rozdzielczości, aby bezpośrednio zidentyfikować te komórki konwekcyjne.
Zamiast tego, dane uzyskane z ALMA mogą sprawiać wrażenie, jakby obserwowaliśmy obrót gwiazdy. W świetle tych symulacji, badacze odkryli, że w 90% przypadków obserwacje wykonane za pomocą ALMA mogłyby sugerować, że Betelgeza obraca się z prędkością kilku kilometrów na sekundę.
Choć nie stanowi to bezpośredniego dowodu na to, że Betelgeza nie obraca się z prędkościami wykraczającymi poza teoretyczne przewidywania, rzuca to nowe światło na sposób, w jaki interpretujemy dostępne nam dane. Mimo to, przeprowadzono więcej szczegółowych obserwacji o wyższej rozdzielczości, które obecnie są analizowane. Te dodatkowe dane powinny dostarczyć nam więcej informacji na temat tajemniczych zachowań tej gwiazdy.
Nie ważne, jakie będą wyniki, jedno jest pewne – będą fascynujące. Jeżeli okaże się, że Betelgeza wiruje jak zabawka na sznurku, możliwe, że nasz czerwony superolbrzym nabrał tempa przez wchłonięcie mniejszej gwiazdy znajdującej się w jego pobliżu. Z kolei, jeśli jej ruchy są bardziej umiarkowane, to nauka nauczy się podchodzić z większą ostrożnością do interpretacji danych zebranych na temat tak niestabilnych gwiazd, jak Betelgeza.
Astronomia stoi przed wieloma zagadkami dotyczącymi ogromnych, pulsujących gwiazd typu Betelgeza – podkreśla Andrea Chiavassa, astronom z Francuskiego Narodowego Centrum Badania Naukowego. Jeszcze wiele przed nami, by zrozumieć ich mechanizmy działania, procesy utraty masy, czy rodzaje cząsteczek, które mogą powstawać w ich otoczeniu. A także, co doprowadziło do tego, że Betelgeza niespodziewanie przyciemniała? Dążymy do tego, by nasze modele komputerowe były coraz doskonalsze. Ale, aby to osiągnąć, niezbędne są nam zaawansowane dane z obserwatoriów takich jak ALMA.
Betelgeza, jedna z bardziej znanych gwiazd na naszym nocnym niebie, od dawna jest obiektem zainteresowania astronomów. Ten czerwona superolbrzym zaskakuje swoim zachowaniem, zwłaszcza kiedy nagle zaczyna przyciemniać, co zwróciło uwagę naukowców na całym świecie. Zjawisko to, potocznie nazywane „kichnięciem” Betelgezy, okazało się być kluczowym elementem w zrozumieniu jej natury.
W rzeczywistości, procesy zachodzące na Betelgezie, takie jak unoszenie się, chłodzenie i opadanie gorącego materiału, są dość złożone i mają ogromny wpływ na wygląd gwiazdy z naszej perspektywy. Choć może to brzmieć nieco abstrakcyjnie, jest to dość typowe zjawisko dla gwiazd tak dużych jak Betelgeza.
Interesujące jest to, że te procesy mogą na tyle zmieniać jasność Betelgezy, że staje się to zauważalne nawet gołym okiem z Ziemi. Co więcej, wpływają one na prędkość obrotu gwiazdy, co było obiektem niedawnych badań. Naukowcy starają się zrozumieć, dlaczego Betelgeza obraca się szybciej, niż teoria przewiduje dla gwiazd jej typu, co prowadzi do dalszych fascynujących odkryć na temat tej niezwykłej gwiazdy.
Betelgeza, znana również jako Alpha Orionis, jest jednym z najjaśniejszych obiektów na nocnym niebie i często przyciąga uwagę nie tylko profesjonalnych astronomów, ale także amatorów. Porównując Betelgezę z innymi czerwonymi superolbrzymami, natrafiamy na fascynujący świat kosmicznych gigantów, które choć różnią się od siebie wielkością, masą czy etapem życia, mają też wiele wspólnych cech.
Czerwone superolbrzymy, takie jak Betelgeza, VY Canis Majoris czy Antares, są na późnym etapie swojego ewolucyjnego cyklu i charakteryzują się ogromnymi rozmiarami oraz stosunkowo niskimi temperaturami w porównaniu z mniejszymi gwiazdami, takimi jak nasze Słońce. To, co wyróżnia Betelgezę, to nie tylko jej bliskość w stosunku do Ziemi, co pozwala na dokładniejsze obserwacje, ale również jej zmienna jasność, która staje się przedmiotem wielu badań.
Analizując Betelgezę w kontekście innych czerwonych superolbrzymów, naukowcy starają się znaleźć odpowiedzi na pytania dotyczące końcowych etapów życia gwiazd tej klasy. Porównując zachowania różnych czerwonych superolbrzymów, można lepiej zrozumieć, jakie procesy zachodzą w ich wnętrzach i jakie mogą być ich przyszłe losy.
Betelgeza, będąc w zaawansowanym stadium ewolucji gwiazdowej, może ostatecznie eksplodować jako supernowa, co jest jednym z najbardziej spektakularnych zdarzeń w obserwowalnym wszechświecie.
Scenariusz supernowej nie jest jedynym możliwym zakończeniem dla Betelgezy. W zależności od masy gwiazdy i innych czynników, takich jak rotacja czy obecność pobliskich obiektów, czerwone superolbrzymy mogą podążać różnymi ścieżkami ewolucyjnymi. W pewnych przypadkach może dochodzić np do tak zwanego cichego kolapsu, podczas którego gwiazda zapada się do czarnej dziury bez wybuchu supernowej. Jednak w przypadku Betelgezy, która jest już na etapie tracenia masy wywiewanej przez silne wiatry gwiazdowe, eksplodowanie jako supernowa wydaje się być najbardziej prawdopodobnym finałem.
Eksplodując, Betelgeza nie tylko dostarczyłaby astronomom niepowtarzalnej okazji do obserwacji tego zjawiska z bliska, ale też wzbogaciłaby przestrzeń kosmiczną wokół siebie w ciężkie pierwiastki, z których mogą powstać nowe gwiazdy i planety. Takie wydarzenie miałoby również wpływ na nocne niebo widziane z Ziemi, ponieważ Betelgeza jest stosunkowo blisko nas w skali kosmicznej.
Końcowe etapy życia Betelgezy i innych czerwonych superolbrzymów pozostają kluczowym obszarem badań w astronomii. Poznanie losów takich gwiazd nie tylko zaspokaja ludzką ciekawość, ale też dostarcza ważnych danych o cyklach życia gwiazd, procesach nukleosyntezy oraz ewolucji wszechświata.
Rozważając potencjalną supernową, jaką mogłaby stać się Betelgeza, naturalnie nasuwa się pytanie o wpływ takiego wydarzenia na Ziemię. Mimo że eksplodująca Betelgeza stałaby się jednym z najjaśniejszych obiektów na naszym nocnym niebie, możliwe konsekwencje dla naszej planety i życia na niej budzą zrozumiałe zainteresowanie.
Na szczęście, Betelgeza znajduje się w bezpiecznej odległości od Ziemi – około 642 lat świetlnych. To oznacza, że nawet potężna eksplozja supernowej nie miałaby bezpośredniego, katastroficznego wpływu na naszą planetę w sensie fizycznym. Nie musimy się obawiać, że fale uderzeniowe czy promieniowanie gamma dotrą do Ziemi z taką siłą, by spowodować szkody.
Jednakże, supernowa Betelgezy miałaby inne, bardziej subtelne skutki. Przede wszystkim, przez kilka tygodni, a nawet miesięcy, nocne niebo byłoby oświetlone jasnym światłem supernowej, co mogłoby zmienić naturalny rytm dnia i nocy dla niektórych organizmów. Ponadto, zjawisko to byłoby bezprecedensową okazją do obserwacji i nauki dla astronomów, oferując bezcenne informacje na temat życia i śmierci gwiazd.
Eksplodująca Betelgeza miałaby też długoterminowy wpływ na astronomię. Zmieniłaby krajobraz nieba, jakie znamy, a powstałe z jej pozostałości nowe obiekty, takie jak mgławica, czarna dziura, czy gwiazda neutronowa, stałyby się nowymi celami badań. Ponadto, supernowa ta dostarczyłaby naukowcom nowych danych o procesach nukleosyntezy oraz ewolucji gwiazd i galaktyk.
Chociaż bezpośredni fizyczny wpływ potencjalnej supernowej Betelgezy na Ziemię byłby znikomy, to jej konsekwencje dla astronomii, nauki i naturalnego świata mogłyby być głębokie i trwałe.
