Site pictogram Astroblogs

Reusachtige “zonnevlekken” oorzaak van de afnemende helderheid van Betelgeuze

Artistieke impressie van de enorme “sterrevlekken” aan het oppervlak van Betelgeuze. Credits: MPIA graphics department.

Betelgeuze, de helderste ster in het sterrenbeeld Orion, heeft de gemoederen de afgelopen winter aardig bezig gehouden. De reuzenster was namelijk spectaculair in helderheid afgenomen en de media waren hier massaal opgedoken met overdreven berichten dat Betelgeuze “ieder moment” zou kunnen ontploffen. Uiteraard gingen de wetenschappers hier helemaal niet vanuit. Uit recent onderzoek is gebleken dat reusachtige “sterrevlekken” (vergelijkbaar met zonnevlekken, maar dan ontelbare keren groter) de boosdoener zijn. De alternatieve theorie waarbij uitgestoten stof verantwoordelijk zou zijn voor de 40% afname in helderheid kan hiermee de prullenbak in.

Betelgeuze is een massieve ster die op kosmische tijdschaal zijn einde nadert en ergens in de komende 100.000 jaar zal ontploffen als supernova. De ster heeft een massa van 20 zonsmassa’s en is ruim 1000 keer groter qua omvang. Als we Betelgeuze op de plaats van de zon zouden zetten, zou deze bijna de omloopbaan van Jupiter bereiken. Dit maakt Betelgeuze een rode superreus, een massieve ster waarbij de brandstof in de kern aan het opraken is. Paradoxaal genoeg gaan sterren dan uitdijen, waarbij ze onstabiel worden en gaan pulseren.

Betelgeuze is groot genoeg om met telescopen zijn oppervlak te kunnen zien. Deze twee opnames laten de verspreiding van zichtbaar licht aan het oppervlak zien vóór en tijdens de afname in helderheid. Vanwege de asymmetrie concluderen de auteurs dat het om enorme sterrevlekken moet gaan. Credit: ESO.

Vanwege hun enorme omvang, is de zwaartekracht van zo’n ster aan het “oppervlak” veel minder dan bij een kleinere ster. Dat betekent dat pulsaties gemakkelijk kunnen leiden tot het uitstoten van de buitenlagen, die vervolgens zullen afkoelen tot een materiaal dat sterrenkundigen “stof” noemen. Door dit stof zal het (zichtbare) licht van de reuzenster tegengehouden worden, zodat de helderheid gezien vanaf de aarde zal afnemen.

Nu hebben astronomen gebruik gemaakt van telescopen die “zien” in submillimeter-straling (namelijk de Atacama Pathfinder Experiment en de James Clerk Maxwell Telescope) om naar Betelgeuze te turen. Het door reuzensterren uitgestoten stof straalt vaak heel helder in deze voor ons onzichtbare golflengte van licht. Echter blijkt dat Betelgeuze ook op deze golflengtes een stuk donkerder dan normaal te zijn. Dat betekent dat het verschil in helderheid plaats moet vinden aan het oppervlak van de ster en niet daarbuiten. Enorme sterrevlekken zijn de meest waarschijnlijke verklaring.

Betelgeuze heeft geen goed gedefinieerd oppervlak zoals onze zon, maar bestaat uit enkele tientallen kolkende granules. Credits: ESO/L. Calçada. 

Maar hoe kunnen sterrevlekken zo enorm groot worden? Als je een detailopname van de zon bekijkt, zie je dat het oppervlak bedekt wordt door talloze convectiecellen die we granules noemen. De zon is echter een vrij kleine en bijzonder stabiele ster en dat kun je van Betelgeuze niet zeggen. Het is feitelijk een nauwelijks door de zwaartekracht bijeen gehouden explosie, met enorme convectiecellen die de ster het uiterlijk geven van een bubbelende nevel in plaats van een mooi gedefinieerd oppervlak. Waar de zon miljoenen granulen heeft, bevat Betelgeuze er maximaal slechts enkele tientallen.

Een flink aantal hiervan moeten qua temperatuur zo’n 200 graden zijn gedaald ten opzichte van normaal. Dat kun je bij de zon ook vaak zien – donkere vlekken trekken dan over het oppervlak. Dit zijn granulen met een relatief lagere temperatuur, die door onze ogen opgepikt worden als zwarte vlekken. Bij Betelgeuze moeten dit soort sterrevlekken echter enorm groot kunnen worden om de waarnemingen te verklaren, waarbij ze wel 50 tot 70 procent van het totale oppervlak uitmaken. Toch is dit ruimschoots de beste verklaring en het mysterie lijkt hiermee te zijn opgelost.

Bron: Max Planck Institute for Astronomy

FacebookTwitterMastodonTumblrShare
Mobiele versie afsluiten