Årelangt mysterium løst: Orions kæmpestjerne har en ledsager

Den klare røde stjerne Betelgeuse i stjernebilledet Orion har været kendt gennem hele historien, men alligevel bliver den ved med at overraske.

Den nyeste opdagelse er, at Betelgeuse har en ledsagerstjerne, der har en omløbstid på godt seks år.

Det betyder, at ledsageren befinder sig inde i den enorme atmosfære, der omgiver Betelgeuse.

Det er ikke et sundt sted at være.

Beregninger viser, at ledsagerstjernen hele tiden kommer tættere på Betelgeuse og måske vil blive helt opslugt om bare 10.000 år, så astronomisk set er den blevet opdaget i sidste øjeblik.

En kommende supernova fuld af gåder

Det er ikke så mærkeligt, at astronomerne er meget interesserede i Betelgeuse, for på et eller andet tidspunkt vil den eksplodere som supernova.

Om denne begivenhed vil finde sted om få år eller først om mange tusinde år er dog umuligt at forudsige.

Den er mere end 600 lysår borte, så eksplosionen vil ikke få de helt store konsekvenser for os her på Jorden, bortset fra, når Betelgeuse eksploderer, vil den i et par måneder lyse næsten lige så stærkt som fuldmånen og altså være i stand til at kaste skygge.

Supernovaen vil kunne ses på daghimlen i måske et år, inden den til sidst helt forsvinder. Betelgeuse vil da være blevet til et sort hul eller en neutronstjerne omgivet af gasmasser, der spreder sig ud i universet.

Alt det ligger langt ude i fremtiden.

Lige nu er astronomerne meget optaget af at studere Betelgeuse, fordi den – astronomisk set – er så tæt på at blive supernova. Og vi ved da også en del om stjernen.

Betelgeuse er dannet for omkring 10 millioner år siden og er dermed meget yngre end Solen, som har en alder på 4,6 milliarder år.

Til gengæld er Betelgeuse meget større end Solen med en masse på mellem 15 og 20 gange Solens. Den store masse betyder at Betelgeuse har udviklet sig meget hurtigt og på disse få millioner år blevet til en rød kæmpestjerne. Tænker man sig Betelgeuse anbragt på Solens plads, ville dens atmosfære nå ud på den anden side af Jupiters bane.

En rød kæmpestjerne er meget rammende blevet beskrevet som ’et rødglødende vakuum’, da der i virkeligheden er tale om, at selve energien produceres i en forholdsvis lille stjerne. I denne type stjerner bruges energien til at blæse atmosfæren langt ud i rummet, og det er derfor de er så store.

Det er atmosfæren, vi kan se. Selve stjernen er derimod umulig at se.

Røde kæmpestjerner er ret sjældne. Den nærmeste stjerne af denne type, Gamma Crucis på den sydlige himmel, befinder sig godt 90 lysår borte.

Af andre røde kæmpestjerner kan nævnes Antares i stjernebilledet Skorpionen og Aldebaran, der er kendt som Tyrens Røde Øje.

Vi mener, vi forstår denne type stjerner ganske godt. Alligevel var der flere observationer af Betelgeuse, som var ganske svære at forklare.

Betelgeuse ændrer sin lysstyrke både med en periode på seks år og en kortere periode på 400 døgn, og den roterer hurtigere om sin egen akse end forventet.

Mens man spekulerede på det, faldt lysstyrken af Betelgeuse dramatisk i 2019.

Det førte til teorier om, at det var et varsel om, at den nu var på vej til at eksplodere som supernova. Men efterhånden blev man klar over, at forklaringen var, at der var udslynget en stor støvsky, som blokerede for lyset fra Betelgeuse.

Det var en sag, som blev blæst meget op, men som så viste sig at have en forholdsvis banal forklaring.

Man fandt også en forklaring på, at lysstyrken varierede med en periode på 400 døgn. Det var en forklaring baseret på fysikken i stjernens indre, hvor der produceres energi ved hjælp af kerneprocesser.

Ændringen i lysstyrke med en periode på seks år har været lidt vanskeligere at opklare, da den ikke passer med teorierne for stjernens indre.

Adskillige artikler har foreslået, at en stjerne i bane om Betelgeuse med en masse mellem en og to gange Solens masse kan være ansvarlig. Det er blevet forudsagt, at det bedste tidspunkt at observere dette objekt ville være i december 2024. Det er denne stjerne, man nu mener at have fundet.

At finde ledsageren har været en ganske vanskelig opgave, netop fordi Betelgeuse er så stor og lysstærk. Selv en stjerne på størrelse med Solen kan let forsvinde i det lyshav, der omgiver Betelgeuse, især hvis den befinder sig inde i den enorme atmosfære som omgiver Betelgeuse.

Man har ledt efter stjernen, både med Hubble-teleskopet og Chandra, der er et rumteleskop, der observerer himlen i røntgenstråling, dog uden at finde nogen ledsager.

Stjernen blev fundet fra Hawaii

Det første billede af ledsagerstjernen blev taget af det enorme Gemini North-teleskop på Hawaii, der har et 8,1 meter stort spejl og en fantastisk klar og mørk himmel, der giver et godt udsyn til universet.

Selv om himlen er klar og mørk, så er det umuligt at undgå lufturoen i Jordens atmosfære. Det er den, som får stjernerne til at 'blinke' - noget vi jo kender, når vi ser på stjernehimlen.

For at fotografere ledsagerstjernen blev der anvendt en særlig teknik kaldet 'speckle imaging'.

Et specielt kamera tager et stort antal billeder af stjernen med så kort eksponeringstid, at lufturoen ikke kan nå at tvære billedet ud. Disse billeder kombineres af en computer for at producere et meget skarpere billede, end det ellers ville være muligt.

Resultatet blev et billede, der ser ud til at vise en ung, varm stjerne med en masse på omkring 1,5 gange Solens, der er så tæt på Betelgeuse, at den befinder sig inde i dens atmosfære.

Dens placering, størrelse og bane stemmer nogenlunde overens med de tidligere teoretiske forudsigelser fra 2024.

Denne stjerne vil have samme alder som Betelgeuse, altså omkring 10 millioner år. Men hvor Betelgeuse er ved at nå slutningen på sit liv, så er ledsagestjernen kun lige begyndt på sit.

Gammel, når den aldrig at blive.

I virkeligheden når den aldrig at blive til en ’rigtig’ stjerne drevet af fusionsenergi.

Vi har nævnt, at det er vanskeligt at forklare, hvorfor Betelgeuse roterer så hurtigt om sin egen akse. Nu har vi forklaringen: Tyngdekraften fra ledsagerstjernen kan få Betelgeuse til at rotere hurtigere.

Men det kræver energi, og den energi tages fra ledsagerstjernens bane, som gradvist kommer tættere på Betelgeuse.

Forskerne forudsiger, at de to stjerner vil smelte sammen inden for de næste 10.000 år, og det vil næppe gå stille af.

Gad vide, hvem der vil observere denne begivenhed, og med hvilke instrumenter til den tid.