als je op een heldere winteravond sterrenkijkt, is het moeilijk om het sterrenbeeld Orion De Jager te missen, met zijn schild in de ene arm en de andere arm hoog naar de hemel gestrekt. Een heldere rode stip genaamd Betelgeuse markeert Orions schouder, en de vreemde dimmen van deze ster heeft skygazers gefascineerd voor duizenden jaren. Aboriginal Australiërs kunnen het zelfs hebben verwerkt in hun orale geschiedenis.tegenwoordig weten astronomen dat Betelgeuse varieert in helderheid omdat het een stervende, rode superreus is met een diameter die ongeveer 700 keer groter is dan onze zon. Op een dag zal de ster exploderen als een supernova en de mensheid een hemelse show geven voordat ze voor altijd uit onze nachtelijke hemel verdwijnt.

die uiteindelijke explosie verklaart waarom astronomen opgewonden raakten toen Betelgeuse in 2019 dramatisch begon te dimmen. De 11e helderste ster viel in magnitude twee-en-een-half-voudig. Kan Betelgeuse het einde van zijn leven hebben bereikt? Hoewel onwaarschijnlijk, trok het idee van een supernova in de lucht van de aarde de aandacht van het publiek. en nu geven nieuwe simulaties astronomen een nauwkeuriger beeld van wat de mens zal zien als Betelgeuse ergens in de komende 100.000 jaar explodeert.

astronomen gebruikten een softwareprogramma genaamd MESA+STELLA om te simuleren wat mensen zouden kunnen zien wanneer de ster Betelgeuse explodeert. Ze bevatten ook observaties verzameld tijdens Supernova 1987A, die explodeerde in de Grote Magelhaense Wolk. (Krediet: Jared Goldberg/University of California, Santa Barbara/MESA+STELLA)

Supernova gezien vanaf de aarde

Met alle speculatie over hoe een Betelgeuse supernova eruit zou zien van de aarde, Universiteit van Californië, Santa Barbara, werd astronoom Andy Howell moe van de back-of-the-envelope berekeningen. Hij legde het probleem voor aan een paar studenten van UCSB, Jared Goldberg en Evan Bauer, die preciezere simulaties maakten van de sterendagen. de astronomen zeggen dat er nog steeds onzekerheid is over hoe de supernova zou uitpakken, maar ze waren in staat om hun nauwkeurigheid te vergroten met behulp van observaties genomen tijdens Supernova 1987A, de dichtstbijzijnde bekende ster die in eeuwen is geëxplodeerd.

Het leven op aarde zal ongedeerd blijven. Maar dat betekent niet dat het onopgemerkt zal blijven. Goldberg en Bauer ontdekten dat wanneer Betelgeuse explodeert, het zo helder zal schijnen als de halve maan — negen keer zwakker dan de volle maan-gedurende meer dan drie maanden.

” al deze helderheid zou geconcentreerd zijn in één punt, ” zegt Howell. “Het zou dus een ongelooflijk intens baken aan de hemel zijn, dat’ s nachts schaduwen zou werpen, en dat je overdag kon zien. Iedereen over de hele wereld zou er nieuwsgierig naar zijn, omdat het onvermijdelijk zou zijn.”

mensen zouden de supernova overdag ongeveer een jaar kunnen zien, zegt hij. En het zou ‘ s nachts zichtbaar zijn met het blote oog voor meerdere jaren, als de nasleep van de supernova afneemt.

” tegen de tijd dat het volledig vervaagt, zal Orion zijn linkerschouder missen, ” voegt Sarafina Nance toe, een student van de Universiteit van Californië, Berkeley, die verschillende studies van Betelgeuse heeft gepubliceerd.

deze vergelijkingsafbeelding toont de ster Betelgeuse voor en na zijn ongekende dimmen. De waarnemingen, genomen met het SPHERE-instrument op ESO ‘ s Very Large Telescope in januari 2019 en December 2019, laten zien hoe sterk de ster is vervaagd en hoe zijn schijnbare vorm is veranderd. (Credit: ESO / M. Montargès et al.)

The Betelgeuse Show

u hoeft zich geen zorgen te maken over de stellaire explosie. Een supernova moet extreem dicht bij de aarde gebeuren om de straling het leven te schaden-misschien wel enkele tientallen lichtjaren, volgens sommige schattingen. Betelgeuse ligt ver buiten dat bereik, met recente studies suggereren dat het ongeveer 724 lichtjaar ver weg ligt, ver buiten de gevarenzone.

maar de supernova kan nog steeds op verrassende manieren de Aarde raken. Howell wijst er bijvoorbeeld op dat veel dieren de maan gebruiken voor navigatie en verward zijn door kunstlicht. Het toevoegen van een tweede object zo helder als de maan kan storend zijn. Het zijn niet alleen dieren die verstoord zouden worden, ook; ironisch genoeg zouden astronomen zelf het moeilijk hebben.”astronomische waarnemingen zijn al moeilijk als de maan helder is”, zegt Howell. “Er zou een tijdje geen ‘donkere tijd’ zijn.”

zelfs het bestuderen van Betelgeuse zou een unieke uitdaging zijn. Het heldere licht zou hun instrumenten overweldigen.

” We konden het niet waarnemen met de meeste telescopen op de grond, of de meeste in de ruimte, zoals Swift of de Hubble Space Telescope,” voegt hij toe. In plaats daarvan moesten ze hun telescopen aanpassen om veel minder licht te verzamelen.

en als Betelgeuse de kansen trotseert en opblaast in onze levens, zeggen astronomen dat er voldoende waarschuwing zal zijn. Instrumenten op aarde beginnen neutrino ‘ s of gravitatiegolven die door de explosie worden gegenereerd, te detecteren tot een dag van tevoren.

“stel je voor dat een groot deel van de wereld wakker blijft en naar Betelgeuse staart, wachtend tot de lichtshow begint, en dat er een opgewektheid rond de planeet gaat wanneer dat gebeurt,” zegt Howell.

deze collage zoomt in op het sterrenbeeld Orion (links) tot een van de scherpste beelden ooit gemaakt van Betelgeuse (helemaal rechts). (Credit: ESO, P. Kervella, digitalised Sky Survey 2 and A. Fujii)

om een stervende ster te vangen

maar voor wetenschappers hoeft Betelgeuse niet te exploderen om interessant te zijn. Het is groot en helder, waardoor het relatief makkelijk te bestuderen is.

” Het is fascinerend vanuit het perspectief van een astronoom omdat we een ster kunnen bestuderen die het einde van zijn leven nadert, ” zegt Nance. “Er is een aantal fascinerende fysica gaande in de interne structuur van Betelgeuse.”

hun beste gok over wat er nu aan de hand is komt voort uit wat astronomen al weten over de ster en anderen die er op lijken. Zoals Nance uitlegt, blijkt uit onderzoek dat de helderheid van Betelgeuse om een aantal redenen kan veranderen. Sommige astronomen vermoeden zelfs dat er verschillende dimmingsmechanismen tegelijk optreden.

naarmate hun nucleaire brandstof opraakt aan het einde van hun leven, beginnen rode superreuzen op te zwellen en vormen zich steeds meer omhulsels van gas en stof. En als deze envelop groter wordt, groeit de helderheid van de ster. Maar dat is niet de enige manier waarop een ster als Betelgeuse kan dimmen en oplichten. Rode superreuzen hebben ook enorme convectieve cellen op hun oppervlak — zoals veel grotere versies van die op onze Zon — waar turbulentie heet materiaal doet opstijgen vanuit de ster. Zodra het de oppervlakte bereikt, barst een deel van dat materiaal heftig de ruimte in als een gigantische, radioactieve boer, die tijdelijk zijn helderheid kan veranderen.

en Betelgeuse ‘ s dimmen kan zelfs bewijs zijn dat het op het punt staat te ontploffen. Als materiaal uitbarst van het oppervlak van een stervende ster, botst het meestal, waardoor het helderder schijnt. Nance zegt echter dat het mogelijk is dat dit materiaal de ster in plaats daarvan omhult, waardoor het dimmer wordt.

wat de oorzaak ook is, het vreemde gedrag zou uiteindelijk nieuwe inzichten moeten bieden in de stervende dagen van rode superreuzen. En de mensheid zal op de eerste rij zitten.

“Betelgeuse biedt een geweldige setting voor astronomen om deze laatste stadia van nucleaire verbranding te bestuderen voordat het explodeert,” zegt Nance.