Lehdistötiedote

Betelgeusen kirkkauden himmenemisen arvoitus on ratkaistu

16. kesäkuuta 2021

Kun Orionin tähdistössä sijaitseva kirkas oranssi tähti Betelgeuse muuttui selvästi himmeämmäksi loppuvuodesta 2019 ja vuoden 2020 alussa, tähtitieteen yhteisö oli ymmällään. Tähtitieteilijöiden tutkimusryhmä on nyt julkaissut uusia kuvia tähden pinnasta, jotka on otettu Euroopan eteläisen observatorion Very Large Telescope (ESO:n VLT) kaukoputkella, jotka paljastavat selvästi, miten kirkkaus muuttui. Uusi tutkimus on osoittanut, että tähti oli osittain piilossa pölypilven takana. Tämä löytö ratkaisee Betelgeusen ”suuren himmenemisen” mysteerin.

Betelgeusen kirkkauden muutos, joka oli jopa paljaalla silmällä havaittavissa, sai Miguel Montargèsin ja hänen tutkimusryhmänsä kääntämään ESO:n VLT:n kohti tähteä loppuvuodesta 2019. Joulukuussa 2019 otettua kuvaa verrattiin saman vuoden tammikuussa otettuun aikaisempaan kuvaan. Vertailu osoitti, että tähden pinta oli huomattavasti tummempi etenkin eteläisellä alueella, mutta tähtitieteilijät eivät olleet varmoja miksi.

Tutkimusryhmä jatkoi tähden tarkkailua suuren himmenemisen aikana ja otti kaksi uutta kuvaa tammikuussa 2020 ja maaliskuussa 2020. Huhtikuuhun 2020 mennessä tähti oli palannut normaaliin kirkkauteensa.

”Kerrankin näimme tähden ulkonäön muuttuvan reaaliajassa viikkojen mittakaavassa”, Montargès, Ranskan Observatoire de Parisista ja Belgian KU Leuvenista, sanoi. Nyt julkaistut kuvat ovat ainoita olemassaolevia kuvia, jotka osoittavat Betelgeusen pinnan kirkkauden muuttuvan ajan myötä.

Tutkimusryhmä on kirjoittanut tänään Nature-lehdessä julkaistussa uudessa tutkimuksessaan, että salaperäisen himmennyksen aiheutti tähteä varjostava pölyinen huntu, joka puolestaan oli seurausta Betelgeusen pinnan lämpötilan laskusta.

Betelgeusen pinta muuttuu säännöllisesti, kun jättimäiset kaasukuplat liikkuvat, kutistuvat ja laajenevat tähden sisällä. Tutkimusryhmä sanoi, että hieman ennen suurta himmenemistä tähti sai aikaan suuren kaasukuplan, joka siirtyi siitä kauemmas. Kun pian sen jälkeen osa pinnasta jäähtyi, niin lämpötilan lasku riitti siihen, että kaasu tiivistyi kiinteäksi pölyksi.

”Olemme suoraan todistaneet niin sanotun tähtipölyn muodostumista”, sanoi Montargès, jonka tutkimus antoi näyttöä siitä, että pölyn muodostuminen voi tapahtua hyvin nopeasti ja lähellä tähden pintaa. ”Viileistä kehittyneistä tähdistä poistuva pöly, kuten juuri todistamassamme purkauksessa, voisi tulevaisuudessa olla maanpäällisten planeettojen ja elämän rakennusainesta”, KU Leuvenin Emily Cannon sanoi, joka oli myös mukana tutkimuksessa.

Netissä spekuloitiin, että Betelgeusen kirkkauden lasku ei johtuisi pelkästään pölyisestä purkauksesta, vaan se voisi olla viesti sen välittömästä kuolemasta näyttävässä supernovaräjähdyksessä. Galaksissamme ei olla havaittu supernovaa sitten 1600-luvun, joten nykyajan tähtitieteilijät eivät ole täysin varmoja, mitä tällaisessa vaiheessa tähdelle tapahtuisi. Uusi tutkimus kuitenkin vahvisti, ettei Betelgeusen suuri himmeneminen ollut varhainen merkki siitä, että tähti olisi lähestymässä dramaattista kohtaloaan.

Tällaisen hyvin tunnetun tähden himmenemisen todistaminen oli jännittävää niin ammatti- kuin amatööritähtitieteilijöillekin, kuten Cannon kiteytti: ”Katsellessa yötaivaan tähtiä nämä pienet, tuikkivat valonpisteet tuntuvat ikuisilta. Betelgeusen himmeneminen kuitenkin rikkoi tämän illuusion”.

Ryhmä käytti ESO:n VLT:ssä olevaa Spectro-Polarimetric High Contrast Exoplanet Research eli SPHERE-instrumenttia Betelgeusen pinnan suorassa kuvantamisessa ja ESO:n Very Large Telescope Interferometerin (VLTI) GRAVITY-instrumenttia datan keräämiseen koko himmennyksen ajan. Chilen Atacaman aavikolla sijaitsevaan ESO:n Paranalin observatorioon sijoitetut teleskoopit olivat ”elintärkeitä havaintovälineitä tämän himmenemistapahtuman syyn selvittämisessä”, Cannon sanoi. ”Pystyimme tarkkailemaan tähteä ei pelkästään pistemäisenä kohteena, vaan erotimme sen pinnan yksityiskohdat ja seurasimme niitä koko tapahtuman ajan”, Montargès lisäsi.

Montargès ja Cannon odottavat innolla, mitä tähtitieteen tulevaisuus tuo tullessaan. He odottavat erityisesti sitä, miten ESO:n Erittäin suuri teleskooppi (ELT) edistää punaisen ylijättiläisen Betelgeusen tutkimusta. ”Kun muistetaan ELT:n kyky saavuttaa vertaansa vailla oleva kuvatarkkuus, se tuo meille mahdollisuuden Betelgeusen huomattavan yksityiskohtaiseen kuvaamiseen”, Cannon sanoi. ”Se myös laajentaa merkittävästi potentiaalisesti havaittavien punaisten ylijättiläisten joukkoa, jonka pinta voidaan suoraan kuvata. Tämä auttaa meitä selvittämään näiden massiivisten tähtituulten takana olevia mysteereitä”.

Lisätietoa

Tässä esitelty tutkimus on esitelty artikkelissa: “A dusty veil shading Betelgeuse during its Great Dimming” (https://doi.org/10.1038/s41586-021-03546-8), joka julkaistaan Nature-lehdessä.

Tutkimusryhmässä mukana ovat olleet: M. Montargès (LESIA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris Ranska [LESIA] ja Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgia [KU Leuven]), E. Cannon (KU Leuven), E. Lagadec (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Nice, Ranska [OCA]), A. de Koter (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Alankomaat ja KU Leuven), P. Kervella (LESIA), J. Sanchez-Bermudez (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Saksa [MPIA] ja Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City, Mexico), C. Paladini (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO-Chile]), F. Cantalloube (MPIA), L. Decin (KU Leuven ja School of Chemistry, University of Leeds, UK), P. Scicluna (ESO-Chile), K. Kravchenko (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Saksa), A. K. Dupree (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, MA, USA), S. Ridgway (NSF’s NOIRLab, Tucson, AZ, USA), M. Wittkowski (European Southern Observatory, Garching bei Munchen, Saksa [ESO-Garching]), N. Anugu (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, AZ, USA ja School of Physics and Astronomy, University of Exeter, UK [Exeter]), R. Norris (Physics Department, New Mexico Institute of Mining and Technology, Socorro, USA), G. Rau (NASA Goddard Space Flight Center, Exoplanets & Stellar Astrophysics Laboratory, Greenbelt, MD, USA [NASA Goddard] ja Department of Physics, Catholic University of America, Washington, DC USA), G. Perrin (LESIA), A. Chiavassa (OCA), S. Kraus (Exeter), J. D. Monnier (Department of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA [Michigan]), F. Millour (OCA), J.-B. Le Bouquin (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Ranska ja Michigan), X. Haubois (ESO-Chile), B. Lopez (OCA), P. Stee (OCA), and W. Danchi (NASA Goddard).

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• 'Nature Communities'-alustalla julkaistu blogi artikkelin taustoista
• VLT:n ja VLTI:n kuvia
• Median edustaja! Liity mukaan sähköpostilistaan saadaksesi viimeisimmät, vielä julkaisusulun alaiset tiedot omalla kielelläsi.     
• Tutkija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!

Yhteystiedot

Miguel Montargès
LESIA, Observatoire de Paris, PSL University
Paris, France
Puh.: +33 (0)1 45 07 76 95
Sähköposti: miguel.montarges@observatoiredeparis.psl.eu

Emily Cannon
Institute of Astronomy, KU Leuven
Leuven, Belgium
Sähköposti: emily.cannon@kuleuven.be

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso2109.