A Betelgeuse

 

Tavaly nagy figyelmet kapott az Orion csillagkép legnagyobb és legfényesebb csillaga, a Betelgeuse. Hirtelen fényességcsökkenéséről nemcsak a csillagászati, de a "polgári" sajtó is megemlékezett. Némely cikkben már a csillag robbanásáról írtak. Ettől az eseménytől még azért messze vagyunk, még jó párszáz évig fog ragyogni a Betelgeuse az Orion jobb vállán. Az igaz, hogy egy pulzáló óriáscsillagról beszélhetünk, de azt kevesen tudják, hogy a csillag egy 12 tagú többesrendszernek is otthont ad.  Ebben a cikkben erről lesz szó.

"BETELGEUSE (Alpha Orionis). A nagy csillag Betelgeuse egyike annak a kettőnek, amely az északi tél hatalmas Orionját uralja, a másik Rigel, az Alfa és Beta Orionis páros. A Betelgeuse név az arab „yad al jauza” szó eltorzítása, ami „al-jauza keze”-t jelent, al-jauza, az ókori arabok „Középpontja”, egy titokzatos nő. Számunkra ez a görög ókori vadász alakjának bal felső sarkát jelöli. Az égbolt két első fényrendűjű szuperóriásának (a másik az Antares ) egyike. A Betelgeuse az egyik legnagyobb látható csillag, sőt, az egyik legnagyobb csillag, amely bárhol megtalálható. Jellemzően 0,7-es vizuális magnitúdójú ez az M osztályú (M1,5) vörös szuperóriás (körülbelül 3650 Kelvin hőmérséklettel) egy félig szabályos változó, amely 0,3 és 1,1 magnitúdó között változik, több perióduson keresztül. Nagyjából fél év és 6 év -- és esetleg tovább is..." írja Jim Kaler professzor a honlapján a Betelgeuse-ről. Hozzátenném, hogy az egyenlen csillag ezidáig, melyet sikerült felbontani fényképen és nem csak egy kiterjedt pöttyként jelenik meg. 

A Betelgeuse helye. Forrás: astrophotographylens.com.

Ha valaki csillagkatalógusokban keresne rá, akkor több néven is megtalálhatja. Így pl.: Alpha Orionis, SAO 113271; HD 39801, de ami kettős csillagos szempontból fontosabb a WDS-ben 05552+0724 (H 6 39) szám alatt tartják nyilván. Ahogy a névkód elárulja kettős, illetve többes rendszerét már William Herschel is megfigyelte a XVIII. század utolsó évtizedében. Ekkor a nagy amatőrcsillgász csak, a most E jelű csillagot tartotta az óriás kisérőjének. A B, C, D csillagokat száz évvel később figyelték csak meg. További száz évnek kellett eltelnie, hogy az F, G, H tagokat is a rendszerhez sorolják. Majd 2012-ben két új taggal, az I és J jelű csillagokkal bővült 12 tagúra a Betelgeuse rendszer.

A nagy fényerő rendesen megnehezíti a csillag és környezetének megfigyelését, és ez érvényes a vizuális és fotografikus észlelésekre is. Az USNO-tól lekértem a náluk tárolt megfigyeléseket a Betelgeuse-ről. Nos szó, ami szó, nem lehet lubickolni az adatokban. 

Megfigyelés adatok tagonként.

Vizuálisan csak a Herschel-féle E tagtól felfelé lehet észlelni a kisérőket, a többiek a nagy közelségük miatt elvesznek a csillag fényében. A nagy kontraszt sem könnyíti meg az egyszeri megfigyelő dolgát, ugyanis a főcsillag és a kisérők között átlagban jó 10-11 magnitúdó különbség van. A mai érzékeny műszerek nem szeretik az ilyen nagy fényerejű csillagokat, nem véletlen, hogy a Gaia asztrometriai műhold is elegánsan kihagyta a Betelgeusét, csak a környezetéből szolgáltatott adatokat. Szerencsére a Hipparcos műhold még 1990-es években kellő adatot tudott összegyűjteni az óriásról, amit fel tudtam használni a számításokhoz.

Az MCSE Észlelésfeltöltőjén csak egy db észlelést találtam, amit Dr. Cziniel Szabolcs végzett el 2019. február 23-án. Ekkor ő szépen látta és azonosította is a vizuálisan megfigyelhető kisérőket.

Dr. Cziniel Szabolcs rajza a Betelgeuse látható kísérőiről. Forrás: MCSE Észlelésfeltöltő.

Az óriás fényessége eddig visszatartott engem az eszelésétől. A napokban beszerzett Seestar S50 komplex műszer egyik tesztjeként készítettem képet a csillag környezetéről. Kíváncsi voltam, hogy vajon lehetséges-e ezeket képeket komolyabb vizsgálatra is használni. A képet az erősen világító első negyed idejében járó Hold mellett készítettem dual band szűrővel, 2024. február 17-én. A Hold közelsége ellenére elfogadható eredményt kaptam.

A Betelgeuse környéke a Seestar fényképén.

A képen jól látszanak a vizuálisan észlelhető kísérők. A következő képen már az AstroimageJ programmal  nagyítva és bejelölve láthatók a kísérők.

A Betelgeuse rendszere.

Mérési eredmények.

Azt hiszem a képek elkészítését meg kell ismételnem holdtalan éjszakán, hátha előtűnik még a D tag is. Robottávcsöveket sajnos karbantartják, illetve a szoftverüket frissítik, nem tudom, mikor lesznek használhatók. Amint igen, valamelyik kisteljesítményű műszert is ráizzítom a csillagra.

Viszont sikerült a tagokat azonosítani a Gaia DR3 adatbázisában, így el tudtam végezni az elemzéseket.

Először is nézzük meg a különböző sebességek viszonyát:

Sebességek viszonyai.

Azt első pillantásra láthatjuk, hogy az rPM szám alapján egyik viszonylat sem fizikai. Ezt erősíti meg a szökési sebesség és a radiális sebesség különbségek viszonya is. Sajnos nem minden csillagnál áll rendelkezésre radiális sebesség. A maximális keringési sebességek és a megfigyelt sebességek viszonyai sem mutatják meggyőzően a fizikai kapcsolat meglétét. Így a sebességek alapján a Betelgeuse rendszere inkább optikainak minősül.

Távolságok a rendszerben.

Az előbbi megállapításra erősít rá a távolságok vizsgálata. Ezek alapján akár lehetnének fizikaiak is, de az összesített valószínűség azt mutatja, hogy az AB, AC, AD, AF, AG viszonylatoknál esteleg fentállhat némi gyenge gravitációs kötés, főleg, ha az elsődleges tömegéből eredő gravitációs tér kiterjedését vesszük figyelembe. 

Távolságok a rendszerben.

A tagok is igen vegyes képet mutatnak (lásd a következő táblázatot). Óriás ágon az elsődlegesen kívül még a G és I jelű csillag található, a többiek fősorozatiak. 

A csillagok főbb asztrofizikai jellemzői.

A rendszer tagjai a HRD-n.

A Betelgeuse rendszerét a fentiek alapján inkább optikainak tekinthetjük, de sajnos kevés megfigyelés áll rendelkezésre. Talán majd a jövőben szaporodni fognak az észlelések és akkor már biztosabbat lehet róluk mondani.

Még egy nyitott kérdés marad, ez pedig a csillag Földtől való távolsága. Több forrás több adatot ad meg, 495 és 640 fényév között. Jelenleg 570 fényév a kompromisszumos távolságának ez értéke. 

A főcsillag, mint már volt róla szó egy szuperóriás csillag. A megfigyelések azt támasztják alá, hogy mérete 5 CSE-t meghaladja, azaz, ha a Nap helyén lenne, akkor a Jupiter pályájáig érne el. A csillagot  egy sűrű por és gázfelhő veszi körül amely kb. 20 000 CSE átmérőjű. Ennek a felhőnek a kavargása okozhatta a csillag fényének időszakos halványodását is tavaly.

Befejezésül átadom a szót a nemrég elhunyt Jim Kaler professzornak:

"Bárhogyan is van, a Betelgeuse egyértelműen egy olyan csillag, amelynek központi hidrogén üzemanyagellátása elfogyott. Ennek eredményeként a mag forró sűrű állapotba húzódott, és a külső részek kifelé nyomulnak. Jelenleg nem igazán ismerjük a csillag állapotát, de valószínű, hogy a magjában lévő hélium szénné és oxigénné alakítása folyamatban van. Elméletileg a kezdeti tömegének valahol a Nap 18-19-szeresére kellett volna csökkennie. Az életet forró, kék, O osztályú csillagként csak körülbelül 10 millió évvel ezelőtt kezdődő Betelgeuse a neonon, magnéziumon, nátriumon és szilíciumon keresztül egészen a vasig egyesíti az elemeket. A mag ezután összeomlik, aminek következtében a csillag szupernóvaként robban fel , valószínűleg egy kis méretű kompakt neutroncsillagot hagyva maga után. Ha ma felrobbanna, olyan fényessé válna, mint egy csökkenő  Hold, erős árnyékokat vetne a földre, és könnyen látható lenne nappal is. A szülőhelye messze volt. A csillag mozgása azt mutatja, hogy az Orion OB1 asszociáció szökött tagja, talán az Övtől jobbra található alcsoport tagja lehetett."

Jim Kaller professzor honlapja.