Betelgeuse: Rød supergigant i Orion — fakta, størrelse og supernova

Lær om Betelgeuse — Orions kæmpe rød supergigant: fakta, størrelse, afstand, variabilitet og hvad der sker, når den går supernova. Tidshorisont og observationer.

Betelgeuse (fra arabisk:إبط الجوزاء Ibṭ al-Jauzā', som betyder "Orions armhule") er en stor rød supergigantstjerne i Orion-stjernebilledet. Den er normalt den niende lyseste stjerne på nattehimlen og den næstlyseste i Orion.

Betelgeuse er en halvregulær variabel stjerne, hvis tilsyneladende størrelsesgrad varierer mellem 0,2 og 1,2. Dette er det bredeste interval for en stjerne med første magnitude.

Det er også en af de største og mest lysstærke observerbare stjerner. Den har en radius, der er mellem 950 og 1.000 gange større end Solen. Det betyder, at den er 1,322 til 1,392 milliarder kilometer i diameter. Betelgeuse var den første anden stjerne end Solen, hvis størrelse var kendt. Stjernens afstand fra Jorden er ca. 640 lysår. Dens gennemsnitlige absolutte størrelsesgrad er ca. -6,02.

Betelgeuse er mindre end 10 millioner år gammel. Den udvikler sig hurtigt på grund af sin store masse. Den bevæger sig gennem det interstellare medium med en hastighed på 30 km/s og skaber en chokbølge, der er over 4 lysår bred.

Betelgeuse befinder sig nu i et senere stadium af stjernens udvikling. Den vil hurtigt gennemgå sin livscyklus, inden den eksploderer som en supernova af type II inden for den næste million år.

En observation foretaget af Herschel-observatoriet i januar 2013 viste, at stjernens vindstød slår mod det omkringliggende interstellare medium. Betelgeuse er en af de røde overkæmpestjerner, der har et buechok: andre er Mu Cephei og IRC-10414. Betelgeuse kan ses øverst til venstre i Orion.

Egenskaber og målinger

Betelgeuse har spektralklassen typisk angivet som M1–M2 Ia–ab, hvilket indikerer en kold, rød supergigant med høj lysstyrke. Den nøjagtige størrelse og afstand er behæftet med usikkerhed, da både parallaxmålinger og fortolkning af stjernens udvidede atmosfære påvirker resultaterne. Målinger med optisk og infrarød interferometri har dog direkte kunnet afbilde stjernens synlige skive og afsløre detaljer i overfladen.

Masse og alder: Betelgeuse vurderes at have en oprindelig masse i størrelsesordenen ca. 10–20 gange Solens masse og en alder på under 10 millioner år. På grund af den store masse har den et kort og hurtigt udviklende liv for en stjerne; den brænder brændstoffet i sit indre hurtigt og er derfor tæt på slutningen af sit aktive liv.

Variabilitet og overfladestruktur

Som en halvregulær variabel viser Betelgeuse flere perioder i sin lysvariation. Den mest fremtrædende periode er omkring omtrent 400 dage, men der findes også længere variationer over flere år. Variationerne stammer fra komplekse pulsationer i stjernens ydre lag kombineret med store konvektive celler på overfladen.

Interferometri og direkte billeddannelse har vist, at Betelgeuse ikke er en jævn skive men har store, lysende pletter og uregelmæssigheder forårsaget af enorme konvektionsceller. Disse overfladestrukturer kan ændre sig over måneder og bidrager til stjernens lysvariation og spektrale forandringer.

Massetab, støv og buechok

Betelgeuse mister materie via kraftige stjernevinde og episodiske udbrud. Dette massetab fører til en udvidet omgivende støv- og gasæske, som både hæmmer og ændrer stjernens lys. Når Betelgeuse bevæger sig gennem det omkringliggende interstellare medium, skaber den et markant buechok — en slags forreste bølge — som observationer fra bl.a. Herschel-observatoriet har kortlagt. Denne struktur kan være flere lysår i udstrækning og viser, hvordan stjernens vind interagerer med omgivelserne.

Den store formørkelse 2019–2020

I slutningen af 2019 og starten af 2020 oplevede Betelgeuse et usædvanligt kraftigt fald i lysstyrke (den såkaldte "Great Dimming"). Kombinationen af rum- og jordbaserede observationer viste, at dimningen skyldtes en blanding af køling af overfladen i et område og dannelse af støv i stjernens nærhed, som delvist blokerede lyset. Dette blev fulgt intenst af astronomer verden over og illustrerede, hvor dynamisk Betelgeuse's atmosfære og omgivelser er.

Fremtid som supernova

Betelgeuse er i et sent evolutionsstadium og forventes at ende sit liv i en type II-supernova. Hvornår dette sker, er usikkert; prognoser taler om alt fra de næste titusinder til op til omkring en million år. Når den eksploderer, vil Betelgeuse for nogle uger til måneder blive i niveau med eller langt klare end fuldmånen på nattehimlen, men på afstand af omkring 640 lysår udgør en sådan eksplosion ingen direkte fare for livet på Jorden.

Observation og betydning

Betelgeuse er et populært mål for både professionelle og amatørastronomer, fordi den er let synlig og giver indblik i slutstadierne af massiv stjerneudvikling. Den blev en af de første stjerner (udover Solen) hvor man kunne bestemme en fysisk størrelse, takket være optiske teknikker og senere interferometri. Dens synlige variationer, overfladeforhold og massetab gør den til en naturlig "laboratorie"-stjerne for studier af supergiganter.

Navn og placering

Betegnelsen Betelgeuse kommer fra arabisk oprindelse (Ibṭ al-Jauzā') og er også kendt under Bayer-betegnelsen α Orionis (Alpha Orionis), selvom den ikke altid er den klart lyseste i Orion på grund af sin variabilitet. På himlen ligger den øverst til venstre i Orion og er et let genkendeligt referencepunkt i vinterens stjernehimmel på den nordlige halvkugle.

Hvad hvis Betelgeuse eksploderer i vores tid?

• Det vil blive et dramatisk syn: stjernen kunne blive dagklar nattehimlens "ny stjerne" i uger til måneder.
• På en afstand af ~640 lysår ville en supernova ikke være farlig for livet på Jorden, men dens lys og neutrinoudladning ville være enestående videnskabelig mulighed.
• Et sådant begivenhedsforløb ville give uvurderlige data om supernova-eksplosionens mekanismer og om slutstadierne for massive stjerner.

Opsummering: Betelgeuse er en nær, stor rød supergigant i Orion, karakteriseret ved kraftig variabilitet, massivudstrømning og en udtalt interaktion med det interstellare medium. Dens nøjagtige størrelse og afstand har usikkerheder, men den er uden tvivl en af de mest interessante og bedst observerede supergiganter på himlen, og dens kommende supernova — hvornår den end måtte indtræffe — vil blive et astronomisk vendepunkt.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad hedder den stjerne, der omtales i teksten?

Spørgsmål: Hvad betyder Betelgeuse på arabisk?

Spørgsmål: Hvor bred er Betelgeuse i forhold til Solen?

Spørgsmål: Hvor langt væk fra Jorden er Betelgeuse?

Spørgsmål: Hvilken type stjerne er Betelgeuse?

Spørgsmål: Hvor gammel er Betelgeuse?

Spørgsmål: Hvad blev observeret af Herschel Space Observatory i 2013 med hensyn til denne stjernes vinde?

Søg efter bogstav