Kæmpestjernen Betelgeuse skrumper

Den røde kæmpestjerne Betelgeuse, der udgør den venstre skulder af krigeren i stjernebilledet Orion, er gradvist skrumpet gennem de sidste 15 år. Det viser et nyt studium, der er gennemført af professor Charles Townes og hans kolleger fra Berkeley University i USA. De har fulgt stjernen ved hjælp af instituttets infrarøde teleskop ISI på toppen af Wilson-bjerget i Californien.

Normalt er Betelgeuse så stor, at den ville nå helt ud til planeten Jupiter, hvis den erstattede Solen i vores eget solsystem. Men siden 1993 er stjernens diameter altså skrumpet med 15 procent. Dens radius er reduceret med en afstand, der svarer til Venus bane om Solen.

»At følge denne proces er meget slående. Vi vil følge udviklingen nøje for at se, om stjernen vil fortsætte med at skrumpe, eller om den igen vil svulme op til normal størrelse,« siger professor Charles Townes i en pressemeddelelse.

Opdagelsen er netop publiceret i det anerkendte tidsskrift The Astrophysical Journal Letters.

Røde kæmpestjerner et mysterium

Det lille hold astronomer har studeret Betelgeuse for at blive klogere på røde kæmpestjerner, som bliver ved med at overraske astronomerne. En af de ting, som man ved meget lidt om, er hvordan sådanne stjerner udvikler sig over tid. Astronomerne har ikke selv noget klart bud på, hvorfor Betelgeuse er skrumpet, men de mener, at en mulig forklaring kan være, at stjernens øverste lag er meget turbulente.

Når glohed plasma fra stjernens indre trænger op igennem de meget tynde gaslag højere oppe, opstår der nemlig nogle gigantiske konvektionsceller, der stiger til vejrs som luftbobler i spilkogende havregrød. Så snart boblerne når op til stjernens overflade, klapper de enorme bobler sammen, og da de er så gigantisk store, vil det forkorte stjernens diameter betydeligt.

Den forklaring er professor Jørgen Christensen-Dalsgaard fra Institut for Fysik & Astronomi ved Aarhus Universitet dog umiddelbart skeptisk overfor.

Hans vurdering er, at sådanne konvektionsceller stiger op og klapper sammen på betydeligt kortere tidsskala, end de 15 år. Til gengæld hiver han et andet bud ud af ærmet, som han selv mener, er mere realistisk.

»Nu har jeg kun kigget på resultatet i ti minutter, så den forklaring, jeg kan komme med, bliver et vildt gæt, men det skal der jo også være plads til,« siger han hvorefter han giver sig i kast med at argumentere for sin idé.

Heliumskal fyldes op

Stjerner, der er lidt mindre end og på størrelse med Betelgeuze har en tendens til at være ustabile, forklarer han. Sådanne stjerner er karakteriseret ved at have skalforbrænding, dvs. at de ikke kun forbrænder grundstoffer i stjernens centrum, men også i skaller, der ligger længere ude i stjernens ydre dele.

I stjerner som Betelgeuse forbrændes der helium i én skal og brint i en anden skal udenpå. På et tidspunkt falder temperaturen i bunden af den inderste af de to skaller, hvorfor heliumforbrændingen slukkes, og det får stjernen til at udvide sig lidt.

Brintforbrænding i den yderste skal omdanner brint til helium, der havner i den inderste heliumskal. Det øger temperaturen i bunden af heliumområdet. Når temperaturen er tilstrækkelig høj i den inderste skal, starter forbrændingsprocessen i denne skal igen og konsekvensen er, at der lige pludselig frigives en enorm mængde energi.

»Denne energi strømmer ikke op til stjernens overflade. I stedet bliver energien brugt til at omstrukturere stjernens yderste lag og pakke dem betydeligt tættere, så det ser ud som om stjernen skrumper voldsomt ind. Stjernen bruger altså den ekstra mængde frigjort energi til at rokere lidt rundt på tingene, og det forkorter stjernens radius, men har ikke nogen effekt på stjernens lysstyrke,« argumenterer han.