Betelgeza po Wielkim Przygaśnięciu. Atmosfera wróciła do normy

Obserwacje w zakresie radiowym pozwoliły z dużą dokładnością "zajrzeć" w atmosferę Betelgezy po okresie Wielkiego Przygaśnięcia. Zestawienie pomiarów z VLA oraz ALMA sugeruje, że parametry takie jak jasność i temperatura w jej zewnętrznych warstwach wróciły do wartości typowych dla tej gwiazdy sprzed kilku lat.

Betelgeza to jeden z najbardziej rozpoznawalnych punktów nocnego nieba. Znajduje się w gwiazdozbiorze Oriona, w odległości ok. 724 lat świetlnych od Ziemi, a jej rozmiary są ekstremalne – promień bywa szacowany nawet na ok. 1,4 tys. promieni Słońca. W latach 2019 i 2020 obiekt wyraźnie pociemniał w sposób niespotykany od ponad stu lat systematycznych obserwacji; wiązano to z gwałtownym wyrzutem materii z powierzchni gwiazdy.

Zespół kierowany przez dr Lynn Matthews z MIT Haystack Observatory śledził Betelgezę przez kolejne lata, prowadząc pomiary w siedmiu pasmach radiowych. Dane zbierane w okresie 2021–2026 umożliwiły odtworzenie zmian zachodzących w zewnętrznych warstwach atmosfery. Jak podkreślała dr Matthews, kluczowe okazało się połączenie szerokiego zestawu obserwacji z VLA i ALMA, dzięki czemu dało się rozdzielić obrazy obiektów znajdujących się w najbliższym otoczeniu gwiazdy.

Pomiary wykonane na częstotliwościach 22 oraz 44 GHz pokazały, że radiowa jasność i temperatura powierzchni ponownie osiągnęły wartości uznawane za typowe dla Betelgezy. Dla 22 GHz maksimum sięgało ok. 3,5 tys. K, czyli poziomu zgodnego z temperaturą fotosfery. Jednocześnie szczyt sygnału pojawił się nieco dalej od centrum niż w obserwacjach sprzed 2016 r. – może to wskazywać na zmiany gęstości otoczki, choć badacze zaznaczają, że nie ma podstaw, by jednoznacznie łączyć tę różnicę z Wielkim Przygaśnięciem.

Seria pomiarów pozwoliła też opisać, jak wygląda gradient temperatury w atmosferze Betelgezy. Wyniki uzyskane z ALMA pokazały spadek jasności i temperatury od ponad 3,5 tys. K na poziomie ok. 2,7 promienia gwiazdy do ok. 2,2 tys. K przy ok. 1,2 promienia. Taki przebieg jest zgodny z teoretycznym scenariuszem występowania minimum temperatury pomiędzy widoczną powierzchnią a cieplejszymi warstwami chromosfery.

W analizach uwzględniono również czynniki mogące wpływać na kształt i zmienność gwiazdy. Betelgeza przejawia regularny cykl zmian trwający ponad 2,1 tys. dni, który w ostatnim czasie łączy się z hipotezą o bardzo bliskim towarzyszu nazwanym Siwarha. Choć nie zarejestrowano go bezpośrednio, przeanalizowano kształt Betelgezy w różnych fazach potencjalnej orbity. Z zależności wynika, że eliptyczność atmosfery rośnie, gdy Siwarha ma znajdować się najdalej od Betelgezy, a słabnie podczas przejść towarzysza przed i za główną gwiazdą.

Zdaniem badaczy taki wzór zmian pasuje do scenariusza, w którym bliski towarzysz faktycznie zaburza atmosferę czerwonego nadolbrzyma, tworząc efekt porównywany do śladu zostawianego przez motorówkę na wodzie. Naukowcy wskazują, że kolejna seria bardzo precyzyjnych obserwacji mogłaby pomóc zweryfikować modele i lepiej określić rolę Siwarhy w dynamicznych przemianach Betelgezy. Wyniki badań opisano na łamach "Astronomical Journal".