Punainen supergalttinen tähti Betelgeuse on epäilemättä valtava. Mutta se vähenee, ja tähtitieteilijät eivät ole varmoja miksi.
Kalifornian Berkeleyn yliopiston tutkijat ovat seuranneet tähtiä kohdistamalla infrapuna-avaruusinterferometrin Mt. Vuodesta 1993 lähtien Betelgeuse-tähti (kuvassa NASA-kuvassa vasemmalla) on pienentynyt halkaisijaltaan yli 15 prosenttia.
Betelgeuse on niin iso, että aurinkojärjestelmässämme se saavuttaisi Jupiterin kiertoradalle. Sen säde on noin viisi tähtitieteellistä yksikköä eli viisi kertaa maan kiertoradan säde. Sen mitattu kutistuminen tarkoittaa, että tähden säde on kutistunut matkan verran, joka on yhtä suuri kuin Venuksen kiertorata.
"Tämän muutoksen näkeminen on erittäin silmiinpistävää", sanoi UC Berkeleyn fysiikan emeritusprofessori Charles Townes. "Tarkkailemme sitä tarkkaan seuraavien vuosien aikana nähdäksemme, jatkaako se urakointia vai palaako se takaisin kokoon."
Townes ja hänen kollegansa, UC Berkeleyn tutkimusfyysikko Edward Wishnow esittelivät havaintonsa tiistaina lehdistötilaisuudessa Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran Pasadena-kokouksessa. Tulokset ilmestyivät myös 1. kesäkuuta 2006 The Astrophysical Journal Letters.
Huolimatta Betelgeusuksen pienentyneestä koosta, Wishnow huomautti, että sen näkyvä kirkkaus tai voimakkuus, jota Yhdysvaltain muuttuvien tähtihavaitsijoiden yhdistyksen jäsenet seuraavat säännöllisesti, eivät ole osoittaneet merkittävää himmennystä viimeisen 15 vuoden aikana.
ISI on keskittynyt Betelgeuseen yli 15 vuoden ajan yrittäessään oppia lisää näistä jättiläisistä massiivisista tähtiistä ja havaitsemaan piirteitä tähden pinnalla, Wishnow sanoi. Hän arvasi, että tähden pinnalla olevat jättiläiset konvektiosolut saattavat vaikuttaa mittauksiin. Kuten auringon konvektiorakeet, solut ovat niin suuria, että ne nousevat ulos pinnasta. Townes ja entinen jatko-opiskelija havaitsivat kirkkaan pisteen Betelgeusen pinnalla viime vuosina, vaikka tähti näyttää tällä hetkellä pallomaisesti symmetrisenä.
"Mutta emme tiedä miksi tähti kutistuu", Wishnow sanoi. "Kun otetaan huomioon kaikki mitä tiedämme galakseista ja kaukaisesta maailmankaikkeudesta, on vielä paljon asioita, joita emme tiedä tähtiistä, mukaan lukien se, mitä tapahtuu punaisina jättiläisinä elämänsä loppupuolella."
Betelgeuse oli ensimmäinen tähti, jonka koko on mitattu, ja se on myös tänään vain harva tähtiä, joka näkyy Hubble-avaruusteleskoopin kautta levynä eikä valopisteenä. Vuonna 1921 Francis G. Pease ja Albert Michelson käyttivät optista interferometriaa arvioidakseen sen halkaisijan vastaavan Marsin kiertorataa. Viime vuonna uudet Betelgeuse-etäisyyden mittaukset nostivat sen 430 valovuodesta 640: ään, mikä kasvatti tähden halkaisijaa noin 3,7: sta noin 5,5 AU: iin.
"Vuodesta 1921 tehdyn mittauksen jälkeen sen koko on mitattu monilla erilaisilla interferometrijärjestelmillä aallonpituusalueella, jossa mitattu halkaisija vaihtelee noin 30 prosentilla", Wishnow sanoi. "Tietyllä aallonpituudella tähti ei kuitenkaan ole vaihdellut suuresti mittausepävarmuustekijöiden ulkopuolella."
Mittauksia ei voida vertailla muutenkaan, koska tähden koko riippuu sen mittaamiseen käytetyn valon aallonpituudesta, Townes sanoi. Tämä johtuu siitä, että tähtien ulkoalueilla oleva heikko kaasu säteilee valoa ja absorboi sitä, mikä vaikeuttaa tähden reunan määrittämistä.
Infrapuna-avaruusinterferometri, jonka Townes ja hänen kollegansa rakensivat ensin 1990-luvun alkupuolella, ohittavat nämä hämmentävät säteily- ja absorptiolinjat tarkkailemalla keski-infrapuna-alueella kapeaa kaistanleveyttä, joka voidaan virittää spektriviivojen välillä. Tähtien interferometrian tekniikkaa korostetaan kesäkuun 2009 numerossa Fysiikka tänään lehden.
Heinäkuussa 94 vuotta täyttänyt Townes aikoo jatkaa Betelgeuse-seurantaa toivoen löytää muuttuvan halkaisijan kuvion ja parantaa ISI: n ominaisuuksia lisäämällä spektrometri interferometriin.
"Aina kun tarkastellaan asioita tarkemmin, tulette löytämään yllätyksiä", hän sanoi, "ja paljastamaan erittäin perustavanlaatuisia ja tärkeitä uusia asioita."
Lähteet: AAS ja UC Berkeley. Paperi on saatavilla täältä.
