Astronom J. Craig Wheeler z University of Texas w Austin uważa, że Betelgeza, jasna czerwona gwiazda tworząca jedno z ramion Oriona, mogła mieć o wiele ciekawszą przeszłość niż nam się wydawało. Współpracując z międzynarodową grupą studentów Wheeler odkrył dowody na to, że czerwony nadolbrzym mógł przez większą część życia być elementem układu podwójnego, jednak stosunkowo niedawno pochłonął swojego gwiezdnego towarzysza. Wyniki badań opublikowano dzisiaj w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Sciety.
Jak na tak znaną gwiazdę, Betelgeza jest bardzo tajemnicza. Astronomowie wiedzą, że to czerwony nadolbrzym, masywna gwiazda u końca swojego życia, która już wielokrotnie zwiększyła swoje rozmiary w stosunku do wczesnych etapów życia. Któregoś dnia Betelgeza wybuchnie jako supernowa, jednak nie można określić dokładnie kiedy to nastąpi.
„To może się stać za dziesięć tysięcy lat, ale może to być jutro wieczorem,” mówi Wheeler, który jest ekspertem od supernowych.
Nowa wskazówka pozwalająca nam przewidzieć przyszłość Betelgezy dotyczy jej rotacji. Gdy gwiazda powiększa swoje rozmiary stając się nadolbrzymem, jej tempo obrotu wokół własnej osi powinno zwolnić. „To klasyczny przykład łyżwiarki, która tym razem nie przyciąga ku sobie swoich ramion, a je rozkłada,” mówi Wheeler. Gdy łyżwiarka rozkłada swoje ramiona, jej tempo rotacji spada. Tak też powinno być z tempem rotacji Betelgezy. Pomiary wykonane przez zespół Wheelera wskazują jednak na coś innego.
„Nie wiemy dlaczego tempo rotacji Betelgezy jest takie duże,” mówi Wheeler. „Ta gwiazda rotuje 150 razy szybciej niż jakakolwiek pojedyncza gwiazda.”
Wheeler skierował zespół studentów, w którym znaleźli się Sarafina Nance, Manuel Diaz i James Sullivan z University of Texas w Austin, jak również gościnnie studenci z Chin i Grecji do zbadania Betelgezy za pomocą MESA – programu do modelowania komputerowego. Studenci wykorzystali MESA do pierwszej w historii próby stworzenia modelu rotacji Betelgezy.
Szukając uzasadnienia zaskakująco wysokiego tempa rotacji gwiazdy, Wheeler zaczął spekulować. „Załóżmy, że Betelgeza miała towarzysza tuż po tym jak powstała. Załóżmy, że krążył on wokół Betelgezy po orbicie o rozmiarach podobnych do dzisiejszych rozmiarów samej Betelgezy. Betelgeza przechodzi w stadium czerwonego nadolbrzyma i pochłania swojego gwiezdnego towarzysza.”
Owa gwiazda towarzysząca tuż po tym jak znalazła się wewnątrz Betelgezy mogła przekazać moment pędu swojej orbity wokół Betelgezy do zewnętrznej otoczki nadolbrzyma, tym samym przyspieszając jego rotację.
Wheeler szacuje, że gwiazda towarzysząca mogła mieć masę podobną do masy Słońca przyczyniając się do obecnego tempa rotacji gwiazdy rzędu 15 km/s.
Choć to interesująca teoria, to jednak czy istnieją jakieś dowody ją potwierdzające? Krótko mówiąc: być może.
Jeżeli Betelgeza pochłonęła swojego towarzysza, bardzo prawdopodobne, że tego typu interakcje między oboma obiektami spowodowały wyrzucenie jakiejś część materii nadolbrzyma w przestrzeń kosmiczną.
Wiedząc z jaką prędkością materia odrywa się od czerwonego olbrzyma – ok. 10 km/s, Wheeler był w stanie oszacować w jakiej odległości od Betelgezy powinna dzisiaj być oderwana od niej materia.
„W całej swojej naiwności zacząłem po prostu przeglądać literaturę dotyczącą Betelgezy – okazało się że za Betelgezą znajduje się warstwa materii jedynie nieznacznie bliżej niż określona przeze mnie odległość.”
Zdjęcia Betelgezy w podczerwieni wykonane w 2012 roku przez Leena Decina z University of Leuven w Belgii za pomocą Kosmicznego Teleskopu Herschel przedstawiają dwie warstwy materii po każdej ze stron Betelgezy. Istnieją różne interpretacje: niektóre mówią, że owa materia to fala uderzeniowa spowodowana przeciskaniem się atmosfery Betelgezy przez ośrodek międzygwiezdny.1
Nikt nie jest pewny pochodzenia tej struktury. Jednak „faktem jest” – mówi Wheeler –„że z Betelgezą coś się działo w tej skali czasowej,” – tj. około 100 000 lat temu, kiedy gwiazda przeszła w stadium czerwonego nadolbrzyma.
Teoria mówiąca o pochłoniętym towarzyszu może tłumaczyć jednocześnie wysokie tempo rotacji gwiazdy jak i warstwy materii ją otaczające.
Wheeler wraz ze swoim zespołem studentów kontynuuje badania tej enigmatycznej gwiazdy. Teraz zespół planuje wykorzystać do jej badania technikę zwaną „asterosejsmologią” – studenci będą poszukiwać fal dźwiękowych docierających do powierzchni gwiazdy, aby dowiedzieć się co się dzieje w jej wnętrzu.
Źródło: UoT – Austin