Das Geheimnis der großen Verdunkelung von Beteigeuze wurde offiziell gelöst!

Es ist offiziell: Beteigeuze nieste und erkältete sich.

Die Ursache für den mysteriösen Helligkeitsabfall des Sterns wurde durch eine riesige Staubwolke verursacht, die vom Roten Überriesen ausgestoßen wurde – dies konnte jedoch nur geschehen, weil die sich ändernde Temperatur des Sterns dies zuließ.

Betelgeuses „Great Dimming“, wie das Ereignis heute genannt wird, verblüffte die Astronomen. Der Stern, der normalerweise einer der hellsten am Himmel ist, begann im September 2019 zu verdunkeln. Bis Februar 2020 war dies der Fall um 35 Prozent gedimmt , Verhalten, das noch nie zuvor beobachtet worden war.

Bilder der Sternoberfläche, die während des Ereignisses mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte aufgenommen wurden, zeigen deutlich die Veränderungen in der Helligkeit von Beteigeuze. Mit diesen neuen Daten, sagen Astronomen, ist ein Niesen von Gas, das aufgrund der Oberflächenkühlung zu Staub kondensiert, wirklich die beste Erklärung, die passt.

Das ist ungeheuer spannend, denn es könnte uns helfen, einen Prozess zu verstehen, der lange Zeit ein Rätsel war: Wie massereiche Sterne ihre Masse abgeben, bevor sie zur Supernova werden und das Universum mit schweren Elementen besetzen.

„Wir haben die Entstehung von sogenanntem Sternenstaub direkt miterlebt“ sagte der Astrophysiker Miguel Montargès des Observatoire de Paris in Frankreich und der KU Leuven in Belgien.

Als Astronomen die Große Verdunkelung beobachteten, gab es zwei Hauptanwärter auf die Ursache: die Abkühlung der Sternoberfläche oder eine vom Stern ausgestoßene Staubwolke, wenn er Masse verliert.

Rote Überriesen wie Beteigeuze sind instabil. Es ist das Lebensstadium in der Dämmerung für wirklich klobige Sterne, die etwa das 8- bis 35-fache der Sonnenmasse haben. Diese Sterne brennen sehr heiß und haben eine relativ kurze Lebensdauer; Beteigeuze gilt als gerecht 8 bis 8,5 Millionen Jahre alt , und seine Hauptreihentage wurden vor etwa 1 Million Jahren erstellt (die Sonne ist etwa 4,6 Milliarden Jahre alt und hat erst die Hälfte ihres Lebens hinter sich).

Betelgeuse blähte sich zu einem roten Überriesen auf Vor 40.000 Jahren . Mittlerweile ist dem Stern der Wasserstoff in seinem Kern ausgegangen und er fusioniert Helium zu Kohlenstoff und Sauerstoff. Auch der Kern des Sterns hat sich zusammengezogen, was mehr Wasserstoff in die Region unmittelbar um den Kern bringt und eine Wasserstoffhülle bildet; Diese Wasserstoffhülle verschmilzt zu Helium, das dann in den Kern geleitet wird, um die Heliumfusion anzutreiben.

Irgendwann wird der Stern einen Punkt erreichen, an dem sein Kern nicht mehr genügend Wärme und Druck hat, um weiterhin Elemente zu verschmelzen, und er wird zur Supernova und verwandelt sich in entweder a Neutronenstern oder ein schwarzes Loch . Das wird für einige Zeit nicht passieren , obwohl.

Doch bevor solche Sterne zur Supernova werden, schleudern sie Masse in den umgebenden Raum und verteilen sich um all die schweren Elemente, die sie in ihren Kernen verschmolzen haben. Dieser Prozess ist kaum verstanden.

„Eines der größten Rätsel um Rote Überriesen ist, dass wir nicht wissen, wie ihr Massenverlust ausgelöst wird“, sagte Montargès gegenüber Energyeffic.

„Wir wissen, dass es passiert, aber wir verstehen nicht den Mechanismus, der es der Materie ermöglicht, die Photosphäre des Sterns zu verlassen.“ Hier haben wir möglicherweise eine intensivere Massenverlustepisode von Beteigeuze oder vielleicht den regulären Mechanismus erlebt. Tatsächlich könnte es auf diese Weise ständig an Masse verlieren, aber nur in andere Richtungen, ohne dass es zu einer Verdunkelung kommt.'

Laut a vorherige Analyse Mithilfe von Bildern des Hubble-Weltraumteleskops wurde eine Staubwolke wahrscheinlich gemacht. Mit den Bildern des VLT konnten Montargès und sein Team dies erweitern.

Weil Beteigeuze so groß und so nah an der Erde ist (die jüngste Messung geht davon aus). 548 Lichtjahre entfernt , was bedeutet, dass der Stern 764-mal so groß ist wie die Sonne), erscheint er durch ein Teleskop als Scheibe. Das bedeutet, dass das VLT deutlich zeigen konnte, dass die Verdunkelung auf die südliche Hemisphäre des Sterns beschränkt war.

Mithilfe von Modellierungen erkundeten Montargès und sein Team anschließend die Möglichkeiten. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Helligkeitsabfall sowohl auf Abkühlung als auch auf Staub zurückzuführen ist. Ihren Erkenntnissen zufolge wurde einige Zeit vor der Verdunkelung von Beteigeuze eine Gasblase ausgestoßen; Dies wurde von Hubble beobachtet.

„Mit Hubble konnten wir sehen, wie die Materie die Oberfläche des Sterns verließ und sich durch die Atmosphäre bewegte, bevor sich der Staub bildete, der den Stern scheinbar dunkler erscheinen ließ.“ sagte die Astrophysikerin Andrea Dupree vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, der an beiden Arbeiten mitgearbeitet hat.

Als später ein Teil der Photosphäre des Sterns genau an der richtigen Stelle abkühlte, reichte der Temperaturabfall aus, um einige der dampfförmigen Elemente in der Blase, wie etwa Silizium, zu kondensieren und zu Staubkörnern zu verhärten. Es war diese Staubwolke, die das Licht des Sterns verdeckte.

Das Team hofft, dass diese Informationen ihnen helfen werden, Anzeichen eines ähnlichen Massenverlusts bei anderen Roten Überriesen zu finden. In der Zwischenzeit ist der Glanz von Beteigeuze – ob verdunkelt oder nicht – nicht verloren gegangen. Der Stern hat alle überrascht, und Astronomen werden ihn weiterhin auf Anzeichen für anderes seltsames Verhalten beobachten.

„Ich wollte schon lange Zeuge eines Massenverlustes eines Roten Überriesen werden.“ Hier sehen wir es in der Sichtlinie (was zu einer Verdunkelung führt) und es passiert auf dem berühmtesten roten Überriesen von allen: Beteigeuze. „Ich kann es immer noch nicht glauben“, sagte Montargès.

„Aber das Aufregendste war, im Winter 2019–2020 draußen zu stehen und den Stern im Vergleich zu Rigel so schwach zu sehen.“ Wie oft können wir sehen, wie ein Stern sein Aussehen so stark verändert? Es war ein Privileg, Zeuge zu sein.‘

Die Forschung wurde veröffentlicht in Natur .