Az éjszakai égbolt tizedik legfényesebb csillaga, a Betelgeuze, talán még sincs a szupernóvává válás határán. Ezt állítja egy új tanulmány, amely a csillag fényváltozásainak vizsgálatából arra jutott, hogy azokat sokkal valószínűbb, hogy egy körülötte keringő, eddig ismeretlen másik csillag okozza. A „Betel-tesó” („Betelbuddy”, ahogy a tudományos szakcikk vezető szerzője, Jared Goldberg, az angol eredetiben elnevezte), egyfajta hókotróként működik: eltakarítja az óriáscsillag által termelt, annak fényét leárnyékoló csillagkörüli port maga körül. Emiatt a Betelgeuze-t időszakosan fényesebbnek, majd megint halványabbnak látjuk, ahogy a kísérője körbejár.
„Kizártunk minden más, a Betelgeuze-hez kapcsolható folyamatot, ami csak eszünkbe jutott, és felelős lehetne a megfigyelt fényesedésért és halványodásért”, mondta el Goldberg, a New York-i Flatiron Intézet Számítógépes Asztrofizikai Központjának (Center for Computational Astrophysics) kutatója. „Az egyetlen hipotézis, ami illeszkedett is az adatokra, az volt, hogy a Betelgeuze nincs egyedül.”
Jared Goldberg és kollégái munkáját az Astrophysical Journal folyóirat fogadta el közlésre. Goldberg mellett a cikk két másik szerzője Meridith Joyce, a Wyomingi Egyetem professzora, aki 2024 nyaráig a HUN-REN CSFK Csillagászati Intézetének Marie Curie-ösztöndíjas munkatársa volt, illetve Molnár László, a HUN-REN CSFK tudományos főmunkatársa.
A Betelgeuze és kísérője egymáshoz képest, az óriáscsillagot körülvevő gáz- és porfelhőben. (Forrás: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation)
A Betel-tesó azonosítása
A Betelgeuze egy vörös szuperóriás csillag: százezerszer fényesebb, és 400 milliószor nagyobb térfogatú, mint a mi Napunk. A csillag rövid élete végéhez közelít, és amikor majd felrobban szupernóvaként, olyan fényessé fog válni, hogy hetekig megfigyelhető lesz a nappali égbolton is. A csillagászok a csillag „pulzusának” mérésével meg tudják becsülni, hogy nagyságrendileg mikorra várható a robbanás. A Betelgeuze ugyanis egy változócsillag, vagyis periodikusan fényesedik majd halványodik, kétféle pulzussal is: az egyik kicsit hosszabb, mint egy év, a másik pedig körülbelül hat év hosszú.
Egyes csillagászok szerint a hosszabb változás jelenti a csillag „alapmódusát”, tehát azt a változást, amivel a csillag egésze tágul és összehúzódik: ebben az esetben a modellek alapján akár néhány száz vagy ezer éven belül felrobbanhat. Ugyanakkor, ha a rövidebb periódus az alapmódus, akkor a csillag további százezer éven túl is élhet. A hat éves ciklus ebben az esetben egy ún. hosszú másodlagos periódus kell, hogy legyen, amit valamilyen külső ok hoz létre. A vörös óriások hosszú másodlagos periódusaira még nincs egyértelmű magyarázata a csillagászoknak, de a vezető hipotézis szerint egy kísérőcsillag terelgeti az óriáscsillag által termelt porfelhőket, változtatva, mennyi fény el onnan a Földre.
A három kutató sorra vette, milyen más folyamatok jöhetnek még számításba a hosszú másodlagos periódusok magyarázatául, a csillaganyag fel-le áramlásától a csillag mágneses teréig. Azonban a megfigyelési adatok és a legújabb csillagmodellezési eredmények átböngészése után arra jutottak, hogy a Betel-tesó (hivatalos elnevezése szerint az alfa Orionis B) léte adja messze a legvalószínűbb magyarázatot.
A kutatók még nem tudták egyértelműen meghatározni, milyen égitest is lehet a Betel-tesó. „Nehéz megmondani, valójában mi lehet, azon túl, hogy megbecsüljük a tömegét és a pályáját. Egy Naphoz hasonló csillag a legesélyesebb jelölt, de messze nem az egyetlen”, magyarázza Meridith Joyce. „Egy egzotikusabb hipotézis, ami az én személyes kedvencem, bár a társszerzőim ezzel nem feltétlen értenek egyet, hogy a kísérő egy neutroncsillag: egy már szupernóvaként korábban felrobbant csillag magja. Ekkor viszont látnunk kellene annak a röntgensugárzását. Eddig ezt nem látta senki, de meg kell néznünk alaposabban”, tette hozzá Joyce.
Infografika a kísérő hatásáról és a Betelgeuze fényességének változásáról. (Forrás: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation)
Egy régi ismerős új köntösben
A kutatók jelenlegi terve, hogy elcsípjék, megörökítsék a kísérőt, amelynek legjobb megfigyelhetősége idén december 6 körül lesz. „Szükségünk van megerősítő megfigyelésre, mert az eredményünk következtetéseken és nem közvetlen detektáláson alapul. Úgyhogy máris újabb pályázatokat írtunk űrtávcsöves megfigyelésekre”, magyarázta el Molnár László.
„Ez a felfedezés csapatmunka eredménye. Ha nem közelítjük meg a problémát eltérő nézőpontokból – László az űrbéli megfigyelések és az adatfeldolgozás szakértője, Jared nagytömegű csillagokat kutat és szimulál, én pedig egydimenziós csillagmodelleket fejlesztek –, akkor nem jártunk volna sikerrel. Köszönjük a Flatiron Intézetnek, hogy vendégül látott minket, és biztosította a körülményeket, hogy közösen dolgozhassunk,” tette még hozzá Joyce.
A kutatók most kíváncsian várják, az újabb megfigyelések mi újat árulnak el erről a régóta vizsgált csillagról. Eredményeiket ráadásul egy néhány héttel később közzétett preprintben meg is erősítette egy független elemzés az amerikai Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics kutatóitól. Ők részben más módszerekkel, de szintén arra jutottak, hogy a Betelgeuze társcsillaggal kell, hogy rendelkezzen, bár ők a Napnál kisebb csillagot jósolnak.
„A Betelgeuze rengeteg kutatás és szakcikk célpontja volt, amióta csak létezik egyáltalán az asztrofizika tudománya. És mégis lehetőségünk van még ma is jelentős felfedezéseket tenni: ezúttal egy Naphoz hasonló csillag képében, ami eddig is az orrunk előtt volt, csak elrejtőzve a szuperóriás elképesztő fénye mellett”, összegezte a felfedezés jelentőségét Molnár. „Ez számomra a legizgalmasabb része ennek a munkának.
A szakcikk három szerzője, Molnár László, Meridith Joyce és Jared Goldberg (balról jobbra), annak elkészültekor, a Flatiron Intézetben. (Fotó: Molnár László)
Az eredményeket bemutató szakcikk:
Jared A. Goldberg, Meridith Joyce, László Molnár: "A Buddy for Betelgeuse: Binarity as the Origin of the Long Secondary Period in α Orionis"
Kapcsolat:
Molnár László (HUN-REN CSFK): Email cím mutatása
HUN-REN CSFK kommunikáció (Ádám Adrienn): Email cím mutatása