Büyük Karartma öncesinde, sırasında ve sonrasında Betelgeuse

Gece gökyüzünde öne çıkan bir yıldız aniden söndüğünde büyük ilgi uyandırır. Kasım 2019 ile Mayıs 2020 arasında kırmızı süperdev yıldız Betelgeuse’de olan da buydu. Betelgeuse eninde sonunda bir süpernova olarak patlayacak. Karartma patlamanın yakın olduğuna dair bir işaret miydi?

Hayır ve yeni araştırmalar bunun nedenini açıklamaya yardımcı oluyor.

Her ne kadar bu açıklama pek olası olmasa da manşet yazarları süpernova açısına karşı koyamadılar. Sonunda yıldızdan çıkan tozun kararmaya neden olduğu anlaşıldı. Büyük Kararma Olayı (GDE) öncesinde, sırasında ve sonrasında yapılan gözlemlere dayanan yeni araştırma, Betelgeuse’un parlaklığının azalmasına yıldızdan gelen tozun neden olduğu fikrini destekliyor.

“Büyük Karartmanın Karşısında VLTI/MATISSE ile Betelgeuse Görüntüleri” başlıklı bir araştırma mektubu görünen içinde Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri: Mektuplar, Betelgeuse’un kızılötesi gözlemlerini sunuyor. Gözlemler yıldızı GDE öncesinde, sırasında ve sonrasında yakalıyor. Baş yazar, Fransa’daki Côte d’Azur Üniversitesi ve Avrupa Güney Üniversitesi’nden Julien Drevon’dur.

“Karartma olayını daha iyi anlamak için, Betelgeuse’un VLTI/MATISSE cihazıyla alınan orta-kızılötesi uzun taban çizgisi spektro-interferometrik ölçümlerini, karartma olayını öncesinde (Aralık 2018), sırasında (Şubat 2020) ve sonrasında (Aralık 2020) kullandık. GDE,” araştırma mektubunda belirtiliyor. Gözlemleri özellikle silikon monoksit (SiO) üzerine odaklanıyor.

Yeni araştırmanın yazarları, GDE’yi yaratan süreçteki üç adımı özetlemektedir.

Adım bir

GDE, Betelgeuse’un derinliklerinde şoklarla başladı. Malzemeyi yıldızın yüzeyine getiren konvektif bir plazma akışı oluşturdular. Araştırmacılar, Şubat 2018’de güçlü bir şok ve Ocak 2019’da ise daha zayıf bir şok tespit etti. Daha zayıf olan ikinci şok, kendisinden önceki daha güçlü şokun etkisini artırarak Betelgeuse’un fotosferinin yüzeyinde ilerleyen bir plazma akışı oluşturdu.

İkinci adım

Fotosferin yüzeyine akan plazma bir sıcak nokta yarattı. Hubble’ın Betelgeuse’deki UV gözlemleri, yıldızın güney yarımküresinde, fotosfer ile kromosfer arasında parlak, sıcak ve yoğun bir yapının varlığını ortaya çıkardı.

Adım üç

Yıldız malzemesi fotosferden ayrılıyor ve Betelgeuse’un yüzeyinin üzerinde bir gaz bulutu oluşturuyor. Bu bulutun altında karanlık bir nokta olarak daha soğuk bir bölge oluşuyor. Daha soğuk olduğu için bu bölgenin üzerinde ve bulutun üzerindeki kısmında tozun yoğunlaşmasına izin veriliyor. Bu toz, Betelgeuse’un parlaklığının bir kısmını bloke ederek GDE’ye neden oldu.

Önceki araştırmalar GDE’nin ardındaki bu üç aşamalı süreci ortaya çıkardı. Yeni araştırma makalesinin yazarları, Betelgeuse’un yakın yıldız çevresi ortamını gözlemleyerek onun geometrisini araştırmak ve izlemek üzere yola çıktılar. Çalıştıkları dalga boyu aralığında SiO spektral özellikleri öne çıkıyor ve kırmızı süperdeve ne olduğunu anlamaya alışkınlar. Astronomide SiO, yüksek sıcaklıklarda varlığını sürdürdüğü için yıldız çıkışlarındaki şoklu gaz için izleyici olarak kullanılır.

Yazarlar makalelerinde SiO2 (2-0) bandına ve bunun ne anlama geldiğine odaklanıyorlar. Grubun yoğunluk kontrastının GDE sırasında nasıl %14 oranında arttığını belirtiyorlar. “Dolayısıyla GDE sırasında görüş hattında daha parlak yapılar gözlemliyoruz gibi görünüyor” diye açıklıyorlar.

Daha sonra Aralık 2020’de yoğunluk kontrastında %50’lik bir azalma olduğunu fark ettiler. Bu ne anlama geliyor?

“Bu nedenle SiO (2-0) opaklık derinlik haritası, iki yıl içindeki güçlü zamansal değişimleri gösteriyor, bu da bu zaman aralığında yıldızın ortamındaki güçlü değişikliklerin göstergesidir” diye yazıyorlar.

Drevon ve meslektaşları, gözlemlerinin aynı zamanda “GDE sırasında sahte süreklilikte yeni sıcak toz oluştuğu şeklinde yorumlanan bir kızılötesi fazlalığının varlığını” öne sürdüğünü yazıyor.

Görünüşe göre Büyük Karartma artık bir zamanlar olduğu gibi bir gizem değil. Bu aynı zamanda Occam’ın Usturasının hayatta ve iyi durumda olduğunu da gösteriyor: “En az varsayımı gerektiren açıklama genellikle doğrudur.”

Süpernova önerisi bir süreliğine eğlenceliydi ve bir gün Betelgeuse bir süpernova olarak patlayacak. Ancak bu gerçekleşmeden önce muhtemelen birkaç karartma olayı daha yaşanacak. Şimdilik yazarlar yıldızın normale döndüğünü söylüyor.

“Aralık 2020 gözlemleri, Betelgeuse’un Aralık 2018’de gözlemlenene benzer bir gaz ve yüzey ortamına geri döndüğünü gösteriyor” diye yazıyorlar, “ancak daha pürüzsüz yapılara sahip, belki de yakın zamanda oluşan olağandışı toz miktarı nedeniyle. GDE görüş alanında.”

Dava kapandı?