Reuzenster gedraagt zich vreemd – en verrast astronomen

De rode superreus Betelgeuze straalt minder licht uit dan in vele jaren het geval is geweest – volgens sommige experts een teken dat de ster op het punt staat te exploderen. Dit is wat we tot nu toe weten.maandag 30 december 2019

Het sterrenbeeld Orion, de Jager, is een van de meest herkenbare sterpatronen aan de nachthemel en is overal ter wereld zichtbaar. Maar wie Orion onlangs nog heeft geobserveerd en bij zichzelf heeft gedacht dat er iets niet helemaal klopte, heeft gelijk: de superreus Betelgeuze, die de rechterschouder van de jager markeert, straalt zwakker dan in bijna een eeuw het geval is geweest.

Gewoonlijk behoort Betelgeuze tot de tien helderste sterren aan het firmament. Maar in oktober begon de rode superreus zwakker te schijnen, en halverwege december had de ster zóveel van zijn lichtkracht verloren dat hij niet eens meer tot de top-20 van helderste sterren aan de nachthemel behoorde, aldus berichtte Edward Guinan van de Villanova University in Radnor Township, Pennsylvania, op de website The Astronomer’s Telegram.

“Het patroon van Orion ziet er nu heel anders uit, omdat Betelgeuze zo zwak is,” zegt hij. 

Stars 101_NL
Ontelbare sterren staan 's nachts aan de hemel. Ontdek hoe deze hemellichamen ontstaan, hoe ze worden geklassificeerd naar helderheid en temperatuur en wat er gebeurt als ze sterven.

Overigens is het voor sterren als Betelgeuze helemaal niet vreemd om tijdelijk minder licht uit te stralen, want het gaat om zogenaamde ‘veranderlijke’ sterren, waarvan de variaties in lichtkracht al tientallen jaren worden bestudeerd. Wat wél ongebruikelijk is, is dat een van de meest opvallende lichtpuntjes aan de nachthemel plotseling zóveel zwakker is geworden. Wetenschappers denken dan ook dat er iets spannends staat te gebeuren: Betelgeuze zou kunnen exploderen en sterven, waarbij hij korte tijd feller dan de volle maan zal schijnen en dan voorgoed van de nachthemel zal verdwijnen.

Rode superreuzen als Betelgeuze leven snel en komen gewelddadig aan hun einde: ze exploderen in supernova’s die van enorme afstanden zijn waar te nemen. Dus hoewel Betelgeuze een relatief jonge ster is (slechts achtenhalf miljoen jaar oud), weten astronomen dat hij het einde van zijn natuurlijke levensloop heeft bereikt.

“De grote vraag is wanneer hij in een supernova zal exploderen,” schreef Sarafina Nance van de University of California in Berkeley, die onderzoek doet naar Betelgeuze en naar stellaire explosies, op Twitter. “Disclaimer: ik denk niet dat hij op korte termijn zal ontploffen,” voegt ze daar in gesprek met National Geographic aan toe. “Maar ik vind het heel spannend áls het zou gebeuren.”

Wat weten we over Betelgeuze?

De officiële naam van de superreus is het gevolg van een onjuiste vertaling van de Arabische aanduiding ‘hand van Orion’ (yad al-djoeza). In het Engels wordt de naam van de ster tegenwoordig uitgesproken als die van de titelheld in Tim Burtons film Beetlejuice(1988). De ster wordt ook aangeduid met de naam Alpha Orionis, een type omschrijving die normaliter is voorbehouden aan de helderste ster van een bepaald sterrenbeeld, ook al is de ster Rigel, de ‘linkervoet’ van Orion de Jager, doorgaans helderder.

Betelgeuze is een enorme, opgezwollen ster met een massa die twintigmaal groter is dan de zon. Als je de zon zou vervangen door Betelgeuze, zou de rode superreus de planeten Mercurius, Venus, de aarde en Mars, de planetoïdengordel, een stuk of wat ruimtesondes en misschien zelfs Jupiter opslokken; op Saturnus zou het erg heet worden.

De ster bevindt zich relatief dichtbij ons zonnestelsel, op een afstand van naar schatting zeshonderd lichtjaar. Dus als Betelgeuze zou ontploffen, zal de explosie helder genoeg zijn om ’s nachts schaduwen op aarde te werpen en zal hij gedurende minstens een paar maanden ook overdag te zien zijn. Daarna zal de ster voorgoed uitdoven.

Wat gebeurt er als Betelgeuze explodeert?

Niets. Ook al staat Betelgeuze naar astronomische maatstaven niet ver van de aarde, de ster bevindt zich bij lange na niet dichtbij genoeg om het leven op onze planeet met zijn explosieve einde te beïnvloeden. Astronomen schatten dat het circa zes miljoen jaar zal duren voordat de schokgolf en enkele koude en ijle overblijfselen van de ster ons zonnestelsel zullen bereiken. En zelfs dan zal het beschermende magneetveld rond de zon ons behoeden voor de verspreide ingewanden van de vergane ster.

Dus in plaats van te schuilen, zou je op het moment dat astronomen zien dat Betelgeuze ‘supernova gaat’, zo snel mogelijk een plekje onder een heldere noordelijke nachthemel moeten opzoeken om van het spektakel te kunnen genieten.

“Dat zou zó geweldig zijn!” zegt Nance. “Het zou verreweg de meest ongelooflijke gebeurtenis in mijn leven zijn.”

Staat dat ons dus binnenkort te wachten?

Dat is het grote mysterie, en het is ook een van de redenen waarom het huidige gedrag van de ster zo fascinerend is. Wetenschappers vermoeden dat een sterke en plotselinge afname van de lichtkracht van Betelgeuze kan duiden op de aanstaande ondergang van de reuzenster.

“Wanneer superreuzen het einde van hun leven naderen, doorlopen ze een waanzinnige fase waarin ze op gewelddadige wijze veel massa verliezen,” zegt Nance. In theorie zou al die afgestoten materie de stervende ster in een wolk van stof moeten hullen, waardoor zijn lichtkracht eerst sterk afneemt voordat hij in een supernova explodeert. Maar in de praktijk is het onduidelijk of dit soort sterren sterk aan lichtkracht inboeten als ze op het punt staan te exploderen. Tot nu toe heeft niemand grondig studie kunnen maken van een stervende ster gedurende de aanloopfase, de eigenlijke supernova en de directe nasleep ervan.

Maar is het niet normaal dat Betelgeuze zo zwak schijnt?

Ja. Betelgeuze is een ‘halfregelmatige veranderlijke’ ster, wat betekent dat zijn lichtkracht geregeld verandert, maar in een onregelmatig patroon. Millennia geleden merkten de Australische Aboriginals al op dat de helderheid van de ster fluctueert, en in 1836 deed de Britse astronoom John Herschel onderzoek naar het fenomeen.

In recenter tijden heeft de American Association of Variable Star Observers een overzicht samengesteld van de oprispingen van Betelgeuze. Uit tientallen jaren van fotometrische gegevens blijkt dat de lichtkracht van Betelgeuze in cyclussen toe- en afneemt, waarbij één van de cyclussen zo’n zes jaar duurt en een andere circa 425 dagen.

“De ster is niet strikt periodiek en het bereik waarbinnen zijn lichtkracht toe- of afneemt, verandert van cyclus tot cyclus,” zegt Guinan. Volgens hem is de lichtkracht van Betelgeuze momenteel zwakker dan op enig ander moment in de periode van ongeveer een eeuw waarin gegevens van de ster gedetailleerd zijn verzameld; om de op één na zwakste lichtkracht van Betelgeuze te vinden, moeten we teruggaan naar de jaren twintig van de vorige eeuw.

De reden voor de semiperiodieke veranderingen is niet helemaal duidelijk. Volgens Guinan en anderen hebben superreuzen als Betelgeuze een ‘gevlekt’ oppervlak, met reusachtige convectiecellen die opzwellen en weer krimpen en zo de helderheid van de ster als geheel beïnvloeden. Maar dat is niet het volledige verhaal.

“In opnames van Betelgeuze zijn heldere en donkere gedeelten op zijn oppervlak te zien, en die zijn vaak niet symmetrisch,” zegt Guinan. “Ook is de ster opgezwollen en instabiel, en pulseert hij.”

Guinan vermoedt dat Betelgeuze nu zo spectaculair aan helderheid heeft ingeboet omdat twee van zijn cyclussen in minimale lichtkracht met elkaar samenvallen. In feite heeft de ster in zijn zesjarige cyclus én zijn 425-dagencyclus een minimum aan helderheid bereikt, waardoor de normale schommelingen in lichtkracht er onheilspellender dan normaal uitzien. Na het doorspitten van 25 jaar aan gegevens denkt Guinan dat de ster nog een paar weken lang aan lichtkracht zal inboeten en dan geleidelijk aan weer helderder zal worden.

Maar “als hij almaar zwakker blijft worden, dan is alles mogelijk,” zegt hij.

Hoe lang moeten we wachten op het vuurwerk?

Uit recent onderzoek is gebleken dat de reuzenster waarschijnlijk in de komende één miljoen jaar zal exploderen,en mogelijk al binnen 100.000 jaar. Het kan natuurlijk ook zijn dat Betelgeuze al is geëxplodeerd en dat we dat nog niet hebben zien gebeuren. Het licht van de ster doet er namelijk zeshonderd jaar over om de aarde te bereiken, wat betekent dat we de ster momenteel in zijn situatie van zeshonderd jaar geleden observeren. En als we de superreus binnenkort aan de nachthemel zouden zien exploderen, betekent dat dat hij in werkelijkheid ergens in de middeleeuwen is ontploft en dat het licht van de supernova ons nu pas heeft bereikt.

Hoe het ook zij, wetenschappers blijven Betelgeuze gefascineerd bestuderen om uit te zoeken of de ster nog meer verrassingen in petto heeft. “Het is eigenlijk vrij zeldzaam om een ster voorafgaand aan zijn einde – wanneer dat ook zal gebeuren – zó grondig te bestuderen,” zegt Nance. “Dat alles zal ongetwijfeld geweldige en interessante gegevens opleveren over wat er vlak vóór een supernova met dit soort sterren gebeurt.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

kijk verder

Video
2:32

Sterren 101

Ontelbare sterren staan 's nachts aan de hemel. Ontdek hoe deze hemellichamen ontstaan, hoe ze worden geklassificeerd naar helderheid en temperatuur en wat er gebeurt als ze sterven.

Dit zijn de beste plekken om sterren te kijken

Bewonder de sterrenhemel zoals je dat alleen in de natuur kunt doen, op deze 8 donkere bestemmingen.

Gevonden: oudste sterren in onze Melkweg

"Ze zijn zo oud als de oudste sterren van het universum," zeggen astronomen.