De rode superreus Betelgeuze is ongetwijfeld enorm. Maar het krimpt en astronomen weten niet precies waarom.
Onderzoekers van de University of California in Berkeley hebben de ster in de gaten gehouden door op de infraroodruimtelijke interferometer te richten, bovenop Mt. Sinds 1993 is de Betelgeuse-ster (afgebeeld in een NASA-afbeelding links) met meer dan 15 procent in diameter gekrompen.
Betelgeuze is zo groot dat het in ons zonnestelsel de baan van Jupiter zou bereiken. De straal is ongeveer vijf astronomische eenheden, of vijf keer de straal van de baan van de aarde. De gemeten krimp betekent dat de straal van de ster is gekrompen met een afstand die gelijk is aan de baan van Venus.
"Het is zeer opvallend om deze verandering te zien", zegt Charles Townes, emeritus hoogleraar natuurkunde aan de Berkeley Universiteit. "We zullen het de komende jaren nauwlettend in de gaten houden om te zien of het zal blijven krimpen of weer groter zal worden."
Townes en zijn collega, Edward Wishnow, onderzoeksfysicus aan UC Berkeley, presenteerden hun bevindingen dinsdag op een persconferentie tijdens de Pasadena-bijeenkomst van de American Astronomical Society. De resultaten verschenen ook op 1 juni The Astrophysical Journal Letters.
Ondanks de verminderde omvang van Betelgeuse, wees Wishnow erop dat de zichtbare helderheid of magnitude, die regelmatig wordt gecontroleerd door leden van de American Association of Variable Star Observers, de afgelopen 15 jaar geen significante dimmen heeft vertoond.
De ISI richt zich al meer dan 15 jaar op Betelgeuze in een poging meer te weten te komen over deze gigantische massieve sterren en om kenmerken op het oppervlak van de ster te onderscheiden, zei Wishnow. Hij speculeerde dat gigantische convectiecellen op het oppervlak van de ster de metingen zouden kunnen beïnvloeden. Net als convectiekorrels op de zon zijn de cellen zo groot dat ze uitpuilen van het oppervlak. Townes en een voormalige afgestudeerde student hebben de afgelopen jaren een lichtpuntje op het oppervlak van Betelgeuse waargenomen, hoewel de ster op dit moment sferisch symmetrisch lijkt.
'Maar we weten niet waarom de ster kleiner wordt', zei Wishnow. "Gezien alles wat we weten over sterrenstelsels en het verre universum, zijn er nog steeds veel dingen die we niet weten over sterren, inclusief wat er gebeurt als rode reuzen aan het einde van hun leven."
Betelgeuze was de eerste ster ooit die zijn afmetingen heeft gemeten, en zelfs vandaag is het een van de weinige sterren die door de Hubble-ruimtetelescoop als een schijf verschijnt in plaats van als een lichtpunt. In 1921 gebruikten Francis G. Pease en Albert Michelson optische interferometrie om te schatten dat de diameter ervan gelijk was aan de baan van Mars. Vorig jaar verhoogden nieuwe metingen van de afstand tot Betelgeuze deze van 430 lichtjaar tot 640, wat de diameter van de ster verhoogde van ongeveer 3,7 tot ongeveer 5,5 AU.
"Sinds de meting in 1921 is de grootte ervan opnieuw gemeten door veel verschillende interferometersystemen over een reeks golflengten waarbij de gemeten diameter met ongeveer 30 procent varieert", aldus Wishnow. "Bij een bepaalde golflengte is de ster echter niet veel groter in omvang dan de meetonzekerheden."
De metingen kunnen sowieso niet worden vergeleken, omdat de grootte van de ster afhangt van de golflengte van het licht dat wordt gebruikt om het te meten, zei Townes. Dit komt omdat het dunne gas in de buitenste gebieden van de ster zowel licht afgeeft als absorbeert, wat het moeilijk maakt om de rand van de ster te bepalen.
De Infrared Spatial Interferometer, die Townes en zijn collega's in het begin van de jaren negentig voor het eerst bouwden, omzeilt deze storende emissie- en absorptielijnen door in het midden van het infrarood te observeren met een smalle bandbreedte die kan worden afgestemd tussen spectraallijnen. De techniek van stellaire interferometrie wordt benadrukt in het nummer van juni 2009 van Natuurkunde vandaag tijdschrift.
Townes, die in juli 94 wordt, is van plan Betelgeuse te blijven volgen in de hoop een patroon in de veranderende diameter te vinden en de mogelijkheden van de ISI te verbeteren door een spectrometer aan de interferometer toe te voegen.
'Als je de dingen nauwkeuriger bekijkt, zul je verrassingen tegenkomen', zei hij, 'en ontdek je heel fundamentele en belangrijke nieuwe dingen.'
Bronnen: AAS en UC Berkeley. Het papier is hier beschikbaar.
