Mi történik, ha a Betelgeuse felrobban?
Az Orion csillagkép, a nagy molekuláris felhőkomplexummal együtt és annak legfényesebb… csillagaival együtt. Balra lent a Betelgeuse, a közeli, fényes vörös szuperóriás (és szupernóvajelölt).
Rogelio Bernal Andreo
Minden csillag magjából egyszer elfogy az üzemanyag, és ezzel véget ér a magfúzió természetes forrása az Univerzumban. Míg az olyan csillagok, mint a mi Napunk, a hidrogént héliummá, majd — vörös óriássá duzzadva — a héliumot szénné olvasztják, vannak más, nagyobb tömegű csillagok, amelyek elég forró hőmérsékletet tudnak elérni ahhoz, hogy a szenet még nehezebb elemekké olvasztják tovább. Ilyen intenzív körülmények között a csillag vörös szuperóriássá duzzad, és körülbelül 100 000 év múlva szupernóvává válik. És a legfényesebb vörös szuperóriás az egész éjszakai égbolton? Ez a Betelgeuse, amely – ahogy Jillian Scudder fantasztikusan elmagyarázta 2015-ben – bármikor szupernóvává válhat.
A nevezetes csillagok szín-nagyság diagramja. A legfényesebb vörös szuperóriás, a Betelgeuse látható… a jobb felső sarokban.
Európai Déli Obszervatórium
A tőlünk 640 fényév távolságra lévő csillag a 14. századtól kezdve bármikor szupernóvává válhatott volna, és még mindig nem tudnánk róla. A Betelgeuse az égbolt tíz legfényesebb csillagának egyike a látható fényben, de energiakibocsátásának csak 13%-a érzékelhető az emberi szem számára. Ha a teljes elektromágneses spektrumot látnánk – beleértve az infravörös tartományt is -, a Betelgeuse a mi szemszögünkből nézve a Napunkon kívül minden más csillagot túlragyogna az Univerzumban.
Az Orion három fő csillaga – a Betelgeuse, a Meissa és a Bellatrix – az… infravörös tartományban látható. Infravörös fényben a Betelgeuse (balra lent) a legfényesebb csillag az éjszakai égbolton.
NASA / WISE
Ez volt az első csillag, amelyet nem csak pontforrásként sikerült felbontani. Napunk 900-szoros méretével elnyelné a Merkúrt, a Vénuszt, a Földet, a Marsot és még az aszteroidaövünket is, ha felváltaná szülőcsillagunkat. Pulzáló csillag, így átmérője idővel változik.
Ez a művészi lenyomat a Betelgeuse szuperóriás csillagot mutatja, ahogyan azt az ESO Nagyon Nagy Teleszkópjának (VLT) különböző… legmodernebb technikáinak köszönhetően felfedezték, amelyek lehetővé tették két független csillagászcsoport számára, hogy a Betelgeuse szuperóriás csillagról a valaha volt legélesebb képet kapják. Ezekből kiderül, hogy a csillagnak egy hatalmas gázfelhője van, amely majdnem akkora, mint a Naprendszerünk, és egy gigantikus buborék forrong a felszínén.
ESO/L. Calçada
Mellett folyamatosan veszít tömegéből, ahogy az intenzív fúziós reakciók elkezdik kilökni a legkülső, gyengén tartott rétegeket. A közvetlen rádiómegfigyelések valóban képesek kimutatni ezt a kifújt anyagot, és azt találták, hogy a Neptunusz pályájának megfelelő távolságig terjed.
A Betelgeuse körül keletkezett, kilökött anyagból álló köd, amely a méretarány kedvéért a belső… piros körben látható. Ez a csillagból kiáramló lángokra emlékeztető struktúra azért alakul ki, mert a behemót a világűrbe ontja anyagát.
ESO/P. Kervella
De amikor az éjszakai égboltot tanulmányozzuk, a múltat tanulmányozzuk. Tudjuk, hogy a Betelgeuse-nak, amelynek tömege bizonytalanul a mi Napunk tömegének mintegy 12 és 20-szorosa között van, sosem volt rendeltetése, hogy nagyon sokáig éljen: talán csak körülbelül 10 millió évig. Minél nagyobb tömegű egy csillag, annál gyorsabban égeti el az üzemanyagát, és a Betelgeuse nagyon-nagyon fényesen ég: a mi Napunk fényerejének mintegy 100 000-szeresével. Jelenleg élete utolsó szakaszában van — vörös szuperóriásként –, ami azt jelenti, hogy amikor a legbelső mag elkezdi a szilícium és a kén vasra, nikkelre és kobaltra fúzióját, magának a csillagnak már csak percek vannak hátra.
Egy nagyon masszív csillag anatómiája élete során, amely egy II. típusú szupernóvában csúcsosodik ki.
Nicole Rager Fuller az NSF számára
Az utolsó pillanatokban a mag hihetetlenül forró lesz, de a vas, a nikkel és a kobalt nem lesz képes semmi nehezebbé olvadni. Ez energetikailag kedvezőtlen, így a legbelső régiókban nem fog új sugárzás keletkezni. A gravitáció azonban még mindig működik, és megpróbálja magába húzni a csillag magját. A magfúzió nélkül a magnak nincs más lehetősége, és elkezd implodálni. Az összehúzódás hatására felmelegszik, sűrűbbé válik, és olyan nyomást ér el, amilyet még soha nem látott. És amint a kritikus csomópont átlépi a határt, megtörténik: a csillag magjában lévő atommagok egyszerre száguldó fúziós reakcióba kezdenek.
Ez az, ami II. típusú szupernóvát hoz létre: egy ultramasszív csillag mag-összeomlása. A rövid, kezdeti felvillanás után a Betelgeuse hetekig tartó időszak alatt óriási fényességgel fog ragyogni, és olyan maximális fényességre emelkedik, amely önmagában több milliárdszor fényesebb lesz, mint a Nap. A maximális fényerő hónapokig megmarad, mivel a radioaktív kobalt és a táguló gázok folyamatos fénykibocsátást okoznak.
A csúcsfényességnél egy szupernóva majdnem olyan fényesen ragyoghat, mint a galaxis többi csillaga… együttvéve. Ez az 1994-es kép a magösszeomlásos szupernóva tipikus példáját mutatja a gazdagalaxisához képest.
NASA/ESA, The Hubble Key Project Team and The High-Z Supernova Search Team
Szupernóvák már előfordultak Tejútrendszerünkben a múltban: többek között 1604-ben, 1572-ben, 1054-ben és 1006-ban, közülük több olyan fényes volt, hogy nappal is látható volt. De egyik sem volt olyan közel, mint a Betelgeuse.
A Betelgeuse mindössze 600-egynéhány fényévnyi távolságával sokkal közelebb lesz, mint bármelyik szupernóva, amelyet az emberiség valaha is feljegyzett. Szerencsére még mindig elég messze van ahhoz, hogy ne jelentsen veszélyt ránk. Bolygónk mágneses mezeje könnyedén eltéríti az esetlegesen felénk érkező energetikai részecskéket, és elég messze van ahhoz, hogy a hozzánk érkező nagyenergiájú sugárzás olyan kis sűrűségű legyen, hogy kisebb hatással lesz ránk, mint a reggelire elfogyasztott banán. De ó, milyen fényesnek fog látszani.
Az Orion csillagkép, ahogyan akkor látszana, ha a Betelgeuse a közeljövőben szupernóvává válna. A… csillag majdnem olyan fényesen ragyogna, mint a telihold.
Wikimedia Commons felhasználó HeNRyKus / Celestia
A Betelgeuse nem csak nappal lesz látható, de a Holddal vetekedve a második legfényesebb objektum lesz az égbolton. Egyes modellek szerint a Betelgeuse “csak” olyan fényes lesz, mint egy vastag félhold, míg mások szerint a teljes teliholddal vetekszik majd. Elképzelhető, hogy több mint egy évig a legfényesebb objektum lesz az éjszakai égbolton, amíg végül halványabbá nem halványul.
A Wolf-Rayet 124 ultramasszív csillag, a képen a körülötte lévő köddel, egyike a több ezer… Tejútrendszerbeli csillagok, amelyek galaxisunk következő szupernóvája lehet. A Betelgeuse csupán a legközelebbi ismert potenciális jelölt.
Hubble Legacy Archive / A. Moffat / Judy Schmidy
A “mikor” kulcskérdésre sajnos nem tudjuk a választ; a Tejútrendszerben több ezer más csillag szupernóvája is bekövetkezhet a Betelgeuse előtt. Amíg nem fejlesztünk ki egy ultraerős neutrínóteleszkópot, amellyel meg tudjuk mérni a több száz fényévre lévő Betelgeuse-hoz hasonló csillag által generált neutrínók energiaspektrumát (és így azt is, hogy mely elemek fuzionálnak benne), addig nem tudjuk, milyen közel van ahhoz, hogy szupernóvává váljon. Lehet, hogy már felrobbant, és a kataklizma fénye már úton van felénk… vagy lehet, hogy még százezer évig nem fog különbözni a mai állapotától.