Ster Betelgeuze werd duister achter zelfgemaakte stofwolk

Astronomie Nadert een spectaculair einde van de rode superreus Betelgeuze? Die kans lijkt toch wat kleiner.

Geheel links: Betelgeuze in volle helderheid (januari 2019). Daarnaast de gedimde reus in december 2019, januari 2020 en maart 2020.
Geheel links: Betelgeuze in volle helderheid (januari 2019). Daarnaast de gedimde reus in december 2019, januari 2020 en maart 2020. Foto ESO

Het raadsel van de tijdelijke verduistering van de ster Betelgeuze, die astronomen de afgelopen jaren bezighield, is definitief opgelost. Het blijkt géén reusachtig gasverlies, dat een voorbode van een enorme sterexplosie (supernova) zou zijn. De verklaring, die ook al vorig jaar geopperd werd, is minder spectaculair.

Betelgeuze verduisterde achter een stofwolk, opgeborreld uit de ster zelf. Bijzonder, maar geen opmaat voor een supernova. Astronomen, voor een deel dezelfde die de theorie al eerder voorstelden, hebben deze verklaring nu bevestigd aan de hand van nieuwe metingen en computersimulaties. Het team, onder leiding van de Franse sterrenkundige Miguel Montargès, heeft hiermee niet alleen het raadsel van de verduistering opgelost; de studie biedt ook nieuwe inzichten in de laatste levensfase van sterren.

Lees ook: Betelgeuze boerde een hete gasbel uit

Betelgeuze is een rode superreus, die met het blote oog te zien is in het sterrenbeeld Orion. Een rode superreus dankt zijn kleur aan een relatief koel oppervlak; zo’n 3.000 graden Celsius – de (witgele) zon is zo’n 5.500 graden Celsius. Zoals de naam al doet vermoeden, zijn rode superreuzen enorm. Betelgeuze is bijna duizend keer zo groot als de zon. Als Betelgeuze op de plaats van de zon zou staan, zou Mars zijn opgeslokt en Jupiter zijn rondjes draaien vlak boven het zonneoppervlak.

Geblokkeerd

Van november 2019 tot maart 2020 nam de helderheid van Betelgeuze af. Op zich was dat niet zo vreemd. Rode superreuzen pulseren, soms zijn ze wat groter en soms wat kleiner. Door die vormverandering verandert ook de hoeveelheid licht die ze uitstralen een beetje. Maar de helderheidsafname was nu zeldzaam sterk. Dat concludeerden de onderzoekers uit metingen van Betelgeuze van de afgelopen honderd jaar die amateurastronomen over de hele wereld deden voor de American Association of Variable Star Observers. „In die metingen vonden wij geen aanwijzing dat de ster in de afgelopen honderd jaar net zo veel afzwakte als nu”, zegt Alex de Koter, sterrenkundige aan de Universiteit van Amsterdam en betrokken bij de studie.

Afgelopen zomer kwamen de astronomen al met een mogelijke verklaring voor de mysterieuze verzwakking op de proppen. Het is al langer bekend dat pulserende sterren zo nu en dan wat gas uitstoten. Wanneer dat gas de ster verlaat, koelt het af en condenseren in dat gas stofdeeltjes. Betelgeuze zou zich weleens achter een wolk van die stofdeeltjes kunnen verschuilen, waardoor het licht dat vanuit de ster richting de aarde schijnt voor een deel geblokkeerd wordt.

Spektakel

Deze week concluderen Montargès en zijn collega’s in Nature dat die verklaring klopt. Hiervoor waren twee sterke aanwijzingen. De eerste volgde uit metingen in verschillende soorten licht waaruit bleek dat een stofwolk inderdaad de oorzaak was. De stofwolken absorberen zichtbaar licht, maar laten infrarood door. Wie de metingen naast elkaar zet, ziet dat alleen het zichtbare licht geblokkeerd werd tijdens de helderheidsafname van Betelgeuze. De tweede aanwijzing is dat computermodellen, die simuleren hoe groot die stofwolk is en waar die zich bevindt, overeenkomen met de waarnemingen.

Bekend is dat zware sterren als Betelgeuze een spectaculaire dood sterven; met een enorme explosie. Soms stoten sterren, vlak voor zo’n zogeheten supernova, meer gas uit dan normaal. Is de extreme afname in helderheid soms een teken van een verhoogde hoeveelheid gasverlies en dus een voorbode van een supernova? „Helaas niet”, zegt De Koter. „De extreme afname in helderheid werd niet veroorzaakt door opvallend gasverlies. De hoeveelheid gas die verloren ging was op zich wel normaal. Die afname in helderheid ontstond doordat de stofwolk precies tussen Betelgeuze en de aarde inzat.”

Het kan ook nog honderdduizend jaar duren

Alex de Koter sterrenkundige

Toch hoeven we volgens De Koter de hoop op een supernova nog niet op te geven. „Er zijn immers ook rode superreuzen waargenomen die geen vreemd gedrag vertonen voordat ze het loodje leggen. Als Betelgeuze er ook zo een is, zou het spektakel best ieder moment kunnen beginnen, maar het kan ook nog honderdduizend jaar duren. Dat wel.”

Belangrijk is ook dat de studie ook nieuwe kennis met zich meebrengt over de laatste levensfase van sterren, vindt Jacco Vink, sterrenkundige aan de Universiteit van Amsterdam en niet bij het onderzoek betrokken. „Ik vind het fantastisch hoe de onderzoekers Betelgeuze, die ongeveer 700 lichtjaar van ons vandaan staat, van ‘dichtbij’ laten zien met moderne technieken. Astronomen gingen ervan uit dat gasverlies in deze fase gelijkmatig over de hele ster plaatsvindt. Maar dankzij deze nieuwe, gedetailleerde observaties weten we nu dat het gas soms op een plek aan de ene kant eruit ploft en soms weer aan de andere kant.”