Betelgeuse je v poslednej dobe stredobodom pozornosti médií. Červený superobr sa blíži ku koncu svojej životnosti a keď hviezda desaťkrát hmotnejšia ako Slnko zomrie, veľkolepým spôsobom zhasne.
Vďaka jasu, ktorý nedávno klesol na najnižší bod za posledné storočie, je veľa vesmírnych nadšencov nadšených, že Betelgeuse by mohla čoskoro vystúpiť na supernovu explodujúcu oslnivým ohňostrojom, ktorý je možné vidieť aj za denného svetla.
Zatiaľ čo slávna hviezda na Orionovom ramene pravdepodobne zomrie v priebehu nasledujúcich miliónov rokov – takmer pár dní v kozmickom čase – vedci tvrdia, že jej zatemnenie je spôsobené pulzáciou hviezdy. Tento jav je medzi červenými supergiantmi pomerne častý a je známe, že Betelgeuse je v tejto skupine už celé desaťročia.
Zhodou okolností vedci z Kalifornskej univerzity v Santa Barbare už predpovedali jasnosť supernovy, ktorá by sa mohla vyskytnúť, keď exploduje pulzujúca hviezda ako Betelgeuse.
Doktorand fyziky Jared Goldberg zverejnil štúdiu s Larsom Buildstenom, riaditeľom univerzity P.I. Kavli (KITP) a Gluckov profesor fyziky a hlavný vedec KITP Bill Paxton, ktorý podrobne popisuje, ako bude pulzácia hviezdy ovplyvňovať následnú explóziu, keď k nej dôjde. Článok sa objavuje v Astrophysical Journal.
“Chceli sme vedieť, ako by to vyzeralo, keby pulzujúca hviezda explodovala v rôznych fázach pulzácie,” uviedol Goldberg, výskumník z Národnej vedeckej nadácie. „Predchádzajúce modely sú jednoduchšie, pretože neobsahujú časové efekty zvlnenia.“
Keď hviezde veľkosti Betelgeuse nakoniec dôjde materiál, ktorý sa spojí v jej strede, stratí vonkajší tlak, ktorý jej zabránil zrútiť sa pod svoju vlastnú obrovskú váhu. Výsledný kolaps jadra nastáva za pol sekundy, oveľa rýchlejšie, ako je potrebné na zaznamenanie povrchu hviezdy a bacuľatých vonkajších vrstiev.
Keď sa železné jadro zrúti, atómy sa rozpadnú na elektróny a protóny. Kombinujú sa a vytvárajú neutróny a v procese uvoľňujú vysokoenergetické častice nazývané neutrína. Neutrína zvyčajne sotva interagujú s inou hmotou – 100 biliónov z nich prejde vašim telom každú sekundu bez jedinej kolízie.
Supernovy sú napriek tomu jedny z najsilnejších javov vo vesmíre. Počty a energie neutrín produkovaných pri zrútení jadra sú také veľké, že aj keď sa len malý zlomok zrazí s hviezdnym materiálom, zvyčajne je viac ako dosť na to, aby spustili tlakovú vlnu schopnú explodovať hviezdu.
Výsledná explózia dopadá na vonkajšie vrstvy hviezdy s ohromujúcou energiou a vytvára tak explóziu, ktorá dokáže krátko zatieniť svetlo celej galaxie. Výbuch zostáva jasný asi 100 dní, pretože žiarenie môže uniknúť až potom, čo sa ionizovaný vodík opäť spojí so stratenými elektrónmi a stane sa opäť neutrálnym.
Charakteristiky supernovy sa líšia podľa hmotnosti hviezdy, celkovej energie výbuchu a čo je dôležité, jej polomeru. To znamená, že vďaka zvlneniu Betelgeuse je predpovedanie jeho výbuchu oveľa ťažšie.
Vedci zistili, že ak celá hviezda bude pulzovať unisono – ak chcete a budete dýchať a vydychovať – supernova sa bude správať, akoby bola Betelgeuse statickou hviezdou s daným polomerom. Rôzne vrstvy hviezdy však môžu navzájom kmitať: vonkajšie vrstvy sa rozširujú a stredné vrstvy sa sťahujú a naopak.
„Svetlo zo stlačenej časti hviezdy je slabšie,“ vysvetlil Goldberg, „presne tak, ako by sme to čakali od kompaktnejšej, nepulzujúcej hviezdy.“ Medzitým sa svetlo z častí hviezdy, ktoré sa v tom čase rozpínali, javilo jasnejšie, akoby vychádzalo z veľkej, pulzujúcej hviezdy.
Goldberg plánuje predstaviť príspevok s profesorom fyziky Andym Howellom a výskumníkom KITP Evanom Bauerom v časopise Notes to Research Americkej astronomickej spoločnosti, ktorý zhrnie výsledky simulácií, ktoré vykonali špeciálne pre Betelgeuse.
Zdroje: Foto: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
