Pressemeddelelse

Gåden om Betelgeuses dyk i lysstyrke er løst

16. juni 2021

I slutningen af 2019 og begyndelsen af 2020 blev den klare orange stjerne Betelgeuse i stjernebilledet tydeligt svagere, og det skabte forundring blandt astronomerne. Nu har et hold forskere offentliggjort nye billeder af stjernens overflade optaget med European Southern Observatorys Very Large Telescope (VLT), og de viser klart hvordan stjernens lysstyrke ændrede sig. De nye forskningsresultater afslører, at stjernen blev delvist skjult af en sky af kosmisk støv, så nu er den videnskabelige gåde løst.

Det dyk i lysstyrken for Betelgeuse, som var så markant, at det kunne ses med det blotte øje, fik Miguel Montargès og hans forskerhold til at rette ESOs VLT mod stjernen sent i 2019. Et billede fra december 2019 vist tydeligt ved  sammenligning med et billede optaget i januar samme år, at stjernens overflade var blevet betragteligt mørkere, især i den sydlige del, men astronomerne var ikke sikre på årsagen.

Forskerholdet fortsatte med at observere stjernen i løbet af det, der er blevet kaldt The Great Dimming, og de optog to ikke tidligere offentliggjorte billeder i januar 2020 og marts 2020. I april 2020 var stjernen tilbage til sin normale lysstyrke.

"For en gangs skyld så vi en stjernes udseende ændre sig i real-time hen over nogle få uger," siger Montargès, som er fra Observatoire de Paris, i Frankrig og KU Leuven i Belgien. Billederne, som nu er offentliggjorte, er de eneste, vi har, som viser overfladen af Betelgeuse i forandring i tidens løb.

I en ny artikel, som offentliggøres idag i Nature, afslører forskerne, at den forunderlige lysdæmpning skyldes at en sky af støv indhyllede stjernen, og at støvskyen var resultatet af, at temperaturen på stjernens overflade faldt.

Betelgeuses overflade ændrer sig regelmæssigt i takt med at en enorm gasboble bevæger sig og skrumper og vokser op inde i stjernen. Forskerne konkluderer, at stjernen nogen tid før The Great Dimming udsendte en stor gasboble, som så bevægede sig bort fra stjernen. Da et område på stjernens overflade kort efter blev kølet ned, var temperaturfaldet omkring stjernen nok til at gassen i boblen kunne kondensere til faste støvpartikler.

"Vi har direkte overværet dannelsen af, hvad vi kalder stjernestøv," siger Montargès. Forskernes arbejde viser, at støvdannelse kan foregå meget hurtigt, og ske tæt ved en stjernes overflade. "Det støv, som kastes ud fra kolde ældre stjerner, som i det tilfælde, vi netop har overværet, kan fortsætte sin tilværelse, og blive til nogle af de byggesten, som skal til for at der kan dannes jordlignende planeter og liv," tilføjer Emily Cannon fra KU Leuven; en anden af de forskere, som er med i projektet.

Ud over, om det blot var følgen af en udgasning, som blev til støv, var der også nogle overvejelser i retning af, om det fald i lysstyrke, som blev observeret ved Betelgeuse, kunne være et varsel om stjernens snarlige død ved en voldsom supernovaeksplosion. Der er ikke observeret en supernova i vores Mælkevej siden  det 17. århundrede, så så nutidens astronomer er ikke helt sikre på, hvad man kan vente sig fra en stjerne i tiden op til sådan en begivenhed. De nye forskningsresultater viser dog, at hændelsen ved Betelgeuse ikke var et forvarsel om at stjernen umiddelbart nærmer sig en dramatisk afslutning.

Det var spændende for både professionelle og amatørastronomer, og som Cannon siger: "Når man om natten ser op imod disse små funklende lys, virker de evige, men med Betelgeuses tab i lysstyrke mærker vi, at det er en illusion."

Forskerne brugte instrumentet Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) på ESOs VLT for at kunne skabe et direkte billede af overfladen på Betelgeuse, og desuden har de anvendt data fra instrumentet GRAVITY på ESOs Very Large Telescope Interferometer (VLTI) til at holde øje med stjernen i perioden, hvor dens lys var dæmpet. Teleskoperne, som begge befinder sig på ESOs Paranal Observatorium i Chiles Atacamaørken var "et afgørende værktøj til at vi kunne opklare grunden til denne hændelse," siger Cannon. "Vi kunne observere stjernen ikke blot som et punktlys, men sådan at vi kunne skelne detaljer på dens overflade og holde øje med dem under forløbet," tilføjer Montargès.

Montargès og Cannon ser frem til, hvad fremtiden i astronomien vil bringe i forbindelse med deres observationer af Betelgeuse, som er en rød superkæmpe. Især er forventningerne store til ESOs Extremely Large Telescope (ELT). "Med ELT vil vi kunne opnå en hidtil uopnåelig rumlig opløsning, så vi vil direkte kunne tage billeder af Betelgeuses overflade i stor detalje," siger Cannon. "Det nye teleskop vil også give en betydelig udvidelse i antallet af røde kæmpestjerner, hvor vi direkte kan studere overfladen, og dermed kan vi få hjælp til at afsløre de gåder, som ligger bag stjernevinden fra disse tunge stjerner."

Mere information

Forskningsresultaterne her bliver offentliggjort i en artikel i tidsskriftet Nature med titlen “A dusty veil shading Betelgeuse during its Great Dimming” (https://doi.org/10.1038/s41586-021-03546-8).

Forskerholdet består af M. Montargès (LESIA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris Frankrig [LESIA] and Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgien [KU Leuven]), E. Cannon (KU Leuven), E. Lagadec (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Nice, Frankrig [OCA]), A. de Koter (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Nederlandene and KU Leuven), P. Kervella (LESIA), J. Sanchez-Bermudez (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland [MPIA] and 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 and School of Chemistry, University of Leeds, UK), P. Scicluna (ESO-Chile), K. Kravchenko (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Tyskland), 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, Tyskland [ESO-Garching]), N. Anugu (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, AZ, USA and 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] and 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, Frankrig and Michigan), X. Haubois (ESO-Chile), B. Lopez (OCA), P. Stee (OCA), and W. Danchi (NASA Goddard).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. På Paranalobservatoriet kommer ESO også til at være vært for Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme gammastråleobservatorium. ESO er en af de største partnere i de to anlæg på Chajnantorhøjsletten,  APEX og ALMA, som er Verdens største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Forskningsartiklen i Nature
• Behind the Paper blog post som findes på Nature Communities
• Fotos af VLT og VLTI
• Er du journalist: du kan abonnere på vore nyheder under embargo     

Er du forsker: Har du en god historie, så kontakt os

Kontakter

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

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

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2109 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.