Betelgeza nie odpuszcza naukowcom. Jeżeli nie traci swojej jasności na łeb, na szyję, to postanawia nagle pojaśnieć o 50 procent, aby potem szybko wrócić do swojej normalnej jasności. To nie jest zachowanie typowe dla gwiazd. Z drugiej strony, patrząc w jej stronę patrzymy na gwiazdę, która znajduje się na ostatnim etapie swojego życia, więc tak naprawdę wszystkiego możemy się spodziewać.
Najnowsze badania wskazują jednak, że za zachowaniem tego czerwonego olbrzyma może stać coś zupełnie innego. Naukowcy wskazują, że nasz olbrzym znajdujący się ledwie 600 lat świetlnych od Ziemi mógł… pochłonąć mniejszą gwiazdę, która jeszcze niedawno jej towarzyszyła.
Kiedy gwiazda taka jak Betelgeza jaśnieje i gaśnie w tak zaskakującym stopniu, ludzie zawsze zwracają na nią uwagę. Dzieje się tak dlatego, że jest to czerwony nadolbrzym i prędzej czy później z pewnością wybuchnie jako supernowa. Co prawda, dzieląca nas odległość uchroni nas przed wszystkimi zgubnymi skutkami takiej eksplozji, ale jednocześnie sprawi, że gwiazda będzie przez jakiś czas świeciła na niebie jaśniej od Księżyca w pełni. Któż zatem nie chciałby za swojego życia zobaczyć takiego spektaklu.
Na nasze nieszczęście, żadne z ostatnich wahań jasności gwiazdy nie oznacza ostatnich konwulsji, które miałyby się zakończyć detonacją. Wszystkie dotychczasowe badania wskazują, że za te nietypowe zmiany odpowiadają obłoki pyłu powstałe po wyrzuceniu z gwiazdy olbrzymich ilości gazu, który oddalając się od gwiazdy ochłodził się i skondensował w ziarna pyłu, które ostatecznie przesłoniły nam część gwiazdy.
Część przeprowadzonych ostatnio badań dowodzi jednak czegoś ciekawego. Otóż według ich autorów Betelgeza stosunkowo niedawno dopuściła się gwiezdnego kanibalizmu. W artykule naukowym opublikowanym na serwerze preprintów arXiv, Sagiv Shiber z Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Stanowego Luizjany wskazuje, że Betelgeza mogła jeszcze niedawno być składnikiem układu podwójnego, który po prostu przechodząc w stadium olbrzyma pochłonął swojego towarzysza.
Nie byłoby w tym nic dziwnego. Od dawna wiadomo, że większość masywnych gwiazd posiada jednego towarzysza. Rzadko kiedy gwiazdy powstają faktycznie jako pojedyncze gwiazdy. Wyobraźmy sobie zatem dwie masywne gwiazdy, z których jedna przechodząc w stadium czerwonego olbrzyma znacząco powiększa swoje rozmiary. Może dojść do sytuacji, w której rozległa atmosfera gwiazdy dosięga towarzysza i ostatecznie go pochłania. Sytuacja taka prowadzi do silnych rozbłysków układu, utraty masy i wielu innych zjawisk.
W toku swoich badań, naukowcy stworzyli symulację łączenia gwiazdy o masie szesnastokrotnie większej od Słońca z gwiazdą o masie czterech słońc. Betelgeza – warto tu zauważyć – ma masę od 16 do 19 mas Słońca. Symulacje wskazują, że w miarę jak gwiazdy zbliżają się do siebie i dzielą wspólną otoczkę, w końcu mniejsza gwiazda łączy się z helowym jądrem gwiazdy głównej. „Towarzysz w końcu zanurza się w otoczce większej gwiazdy, co prowadzi do jej rozkręcenia, a następnie połączenia z jego jądrem helowym” – wyjaśniają autorzy. Powoduje to wymianę zarówno energii orbitalnej, jak i cieplnej. Ostatecznie wyzwalany potężny impuls, który przemieszcza się od jądra na zewnątrz przez otoczkę gwiazdy głównej.
To jednak może być dopiero początek. Czasami w takiej sytuacji dochodzi do utraty masy wskutek uwolnienia w procesie łączenia energii grawitacyjnej. Energia ta zostaje zamieniona na energię kinetyczną, która napędza szybki przepływ masy z dala od gwiazdy pierwotnej. W symulacjach zespołu utrata masy osiągnęła aż 0,6 masy Ziemi.
Ale jeśli chodzi o Betelgezę, dowodem na połączenie się kiedyś w przeszłości może być tempo rotacji gwiazdy. Obraca się ona bowiem z prędkością około 5,5 km/s. Dla porównania, nasze Słońce obraca się z prędkością około 2 km/s. „Badania Betelgezy wykazały, że wcześniejsze połączenie masywnej gwiazdy poprzedzającej ciąg główny o masie około 15–17 milionów mas Ziemi i towarzysza ciągu głównego o niskiej masie o masie około 1–4 milionów mas Ziemi mogłoby tłumaczyć jej wysokie tempo rotacji” – czytamy w artykule.
Połączenie takie nie zakłóca ewolucji gwiazdy głównej w fazę czerwonego nadolbrzyma. Prowokuje jednak wyrzut materii, np. w formie wypływów biegunowych. Taki wyrzucony gaz może przemieszczać się z prędkością 200–300 km/s.
W gwieździe V838 Monocerotis mamy do czynienia z tego typu zdarzeniem. Wszystko wskazuje na to, że była to prawdopodobnie czerwona nowa, gwiezdna eksplozja spowodowana połączeniem dwóch gwiazd. Nie było to niczym niezwykłym aż do 2002 roku, kiedy nagle pojaśniała i przez pewien czas po rzekomym połączeniu była jedną z największych znanych gwiazd. W artykule z 2007 roku stwierdzono, że wybuch związany z procesem łączenia jest jedynym wyjaśnieniem rozjaśnienia i zwiększenia rozmiarów V838 Monocerotis.
Czy to samo przydarzyło się Betelgezie? Czy połączyła się z mniejszym towarzyszem i pochłonęła go, nie pozostawiając żadnego śladu? Sugerowana prędkość obrotowa ale i skład chemiczny gwiazdy wskazują, że właśnie tak było.
Astronomowie wciąż niewiele wiedzą o tych procesach, ale rozmiar otoczek gwiazd i ewentualnej wspólnej otoczki takiego układu wpływa na ostateczną szybkość rozkręcania pozostałej przy życiu gwiazdy podstawowej. A wielkość utraty masy może uwolnić różne ilości energii kinetycznej, więc dzieje się naprawdę dużo.
Autorzy artykułu poczynili już pewne postępy na drodze do zrozumienia tych wydarzeń, ale potrzebują ulepszonych metod i narzędzi, aby je w pełni opisać.
Nic nie wskazuje na to, że to połączenie, jeśli do niego doszło, jest bezpośrednio powiązane z niedawnymi wahaniami jasności Betelgezy lub z jej ostateczną eksplozją w postaci supernowej. Ale pewnego dnia, prędzej czy później gwiazda ta faktycznie wybuchnie. Jeśli ludzkość przetrwa wystarczająco długo, wiele przyszłych pokoleń naukowców będzie miało szczęście dokładnie obserwować przebieg całego procesu. Wtedy być może w końcu poznamy odpowiedzi na te i wiele innych pytań.