Betelgeuse je u centru pažnje medija u posljednje vrijeme. Crveni supergigant privodi se kraju svog života, a kada zvijezda 10 puta veća od mase Sunca ugasi, ugasiće se na spektakularan način.
S obzirom da je svjetlina nedavno pala na najnižu točku u stoljeću, mnogi svemirski entuzijasti oduševljeni su što bi Betelgeuse uskoro mogla postati supernova, eksplodirajući blistavim vatrometom koji se može vidjeti čak i pri dnevnom svjetlu.
Iako će poznata zvijezda na Orionovom ramenu vjerovatno umrijeti tijekom sljedećih milion godina – praktično nekoliko dana u kosmičkom vremenu – naučnici tvrde da je njezino zatamnjenje posljedica pulsiranja zvijezde. Ova je pojava relativno česta među crvenim superdivovima, a poznato je da je Betelgeuse već desetljećima u ovoj grupi.
Slučajno su istraživači sa Kalifornijskog univerziteta u Santa Barbari već iznijeli predviđanja o sjaju supernove koji bi se mogao dogoditi kad eksplodira pulsirajuća zvijezda poput Betelgeuse.
Student doktorskih studija fizike Jared Goldberg objavio je studiju s Larsom Buildstenom, direktorom P.I. Kavli (KITP) i profesor fizike Gluck, te stariji naučnik KITP-a Bill Paxton, koji detaljno opisuje kako će pulsiranje zvijezde utjecati na naknadnu eksploziju kada se dogodi. Članak se pojavljuje u Astrophysical Journal.
“Željeli smo znati kako bi izgledalo kad bi pulsirajuća zvijezda eksplodirala u različitim fazama pulsiranja”, rekao je Goldberg, istraživač iz Nacionalne fondacije za nauku. 'Raniji su modeli jednostavniji jer ne uključuju efekte mreškanja koji ovise o vremenu.'
Kada zvijezdi veličine Betelgeuse napokon ponestane materijala da se stopi u svom središtu, ona gubi vanjski pritisak zbog kojeg se nije srušila pod vlastitom ogromnom težinom. Rezultirajući kolaps jezgre događa se za pola sekunde, mnogo brže nego što je potrebno da bi se primijetila površina zvijezde i punašni vanjski slojevi.
Kada se željezno jezgro sruši, atomi se disociraju na elektrone i protone. Kombiniraju se u neutrone i u tom procesu oslobađaju visokoenergetske čestice zvane neutrino. Obično neutrini jedva stupaju u interakciju s drugom materijom – 100 bilijuna njih prođe kroz vaše tijelo svake sekunde bez ijednog sudara.
Međutim, supernove su neke od najmoćnijih pojava u svemiru. Brojevi i energije neutrina proizvedenih u kolapsu jezgre toliko su veliki da je, iako se samo mali dio sudara sa zvjezdanim materijalom, obično više nego dovoljno za pokretanje udarnog vala koji bi mogao eksplodirati zvijezdu.
Rezultirajuća eksplozija zadivljujućom energijom pogađa vanjske slojeve zvijezde, stvarajući eksploziju koja može nakratko pomračiti svjetlost cijele galaksije. Eksplozija ostaje svijetla oko 100 dana, jer zračenje može pobjeći tek nakon što se jonizirani vodik ponovno sjedini sa izgubljenim elektronima i ponovo postane neutralan.
Karakteristike supernove variraju u zavisnosti od mase zvijezde, ukupne energije eksplozije i, što je najvažnije, njenog radijusa. To znači da Betelgeusevo mreškanje otežava predviđanje kako će eksplodirati.
Istraživači su otkrili da će se, ako cijela zvijezda jednoglasno pulsira – udišući i izdišući ako želite – supernova ponašati kao da je Betelgeuse statična zvijezda s danim radijusom. Međutim, različiti slojevi zvijezde mogu oscilirati jedni protiv drugih: vanjski se slojevi šire, a srednji slojevi skupljaju i obrnuto.
“Svjetlost sabijenog dijela zvijezde je slabija”, objasnio je Goldberg, “baš kao što bismo očekivali od kompaktnije zvijezde koja ne pulsira.” U međuvremenu, svjetlost iz dijelova zvijezde koji su se u to vrijeme širili izgledala bi svjetlije, kao da dolazi od velike zvijezde koja ne pulsira.
Goldberg planira predstaviti rad sa profesorom fizike Andyem Howellom i istraživačem KITP-a Evanom Bauerom u izdanju Notes of Research Američkog astronomskog društva, sumirajući rezultate simulacija koje su uradili posebno za Betelgeuse.
Izvori: Fotografija: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
