Betelgeuse

Betelgez je vrlo sjajna zvezda koja sija žuto-narandžastim sjajem na desnom ramenu Oriona. Ime ove zvezde je arapskog porekla i znači “ruka džina”. Ova zvezda je, kao i mnoge druge zvezde iz sazvežđa Orinon, verovatno nastala pre nekoliko miliona godina iz molekularnog oblaka gasa koji je još uvek vidljiv u Orionu, ali je njen evolutivni razvoj tekao dosta brzo zbog velike mase.

John Herschel je 1836 godine da ova zvezda ne sija uvek istim sjajem, već da se njen sjaj menja sa izvesnom pravilnošću. Astronomi danas znaju da je ova promena sjaja posledica promene dimenzija zvezdine atmosfere. Betelgez je jedina promenljiva zvezda prve zvezdane veličine, osim toga ovo je jedanaesta zvezda po sjaju na nebu. Po karakteristikama promene sjaja Betelgez spada u delimično pravilno promenljive, pulsirajuće zvezde. Njen period iznosi oko 5,7 godina. Maksimumi sjaja zabeleženi su 1933 i 1942 godine, tada je sjaj ve zvezde bio 0,2 magnitude. U doba minimuma sjaj zvezde opadne ispod 1,2 magnitude, a najmanji je zabeležen 1927 i 1941 godine. Tokom jednog perioda sjaj zvezde se promeni oko dva puta. 

Betelgez je crveni superdžin spektralnog klase M1-2. ESA je masu zvezde procenila na između 12 i 17 masa Sunca. Dimenzije ove zvezde su ogromne, njen prečnik je najverovatnije više od 650 puta veći od prečnika Sunca. HIPPARCOS, astrometriski satelit Evropske svemirske agencije, izmerio je da je ova zvezda od nas udaljena 430 svetlosnih godina. Takođe je određena i apsolutna magnituda ove zvezde, ona iznosi -5,1, a njen sjaj u vidljivom delu spektra je oko 9400 puta veći od sjaja naše zvezde. Temperatura na površini Betelgez iznosi 3100 K. Zbog ove površinske temperature zvezda najviše zrači u infracrvenom delu spektra, samo 13% ukupnog zračenja zvezde emituje se kao vidljiva svetlost.

Nekoliko različitih merenja prečnika ove zvezde pokazala su da su njene dimenzije ogromne. Posmatrana u crvenoj svetlosti (na 720 nm) Betelgez ima lučni prečnik od 0,054 lučnih sekundi. Posmatrana na ovoj talasnoj dužini prečnik zvezde iznosi 7,2 AU (kada bi se nalazila na mestu Sunca, površina bi dosezala do asteroidnog pojasa). Merenja koja su vršena u ultraljubičastoj oblasti pokazala su da je gledano u ovom delu spektra prečnik zvezde 16 AU. U radio oblasti elektromagnetnih talasa izmerene su i dimenzije radiofotosfere koja okružuje crvene džinove i superžinove [1]. U radio oblasti prečnik zvezde je toliko veliki da njene prevazilazi orbitu Saturna. Ali, to nije sve. Snimci napravljeni u dalekoj UV oblasti pokazuju hromosferu zvezde prečnika od oko 35 AU, tj. Negde između orbite Neptuna i Plutona [2, 3]

Betelgez je okružena omotačem gasa i prašine koji je “oduvao” jak zvezdani vetar. Jedan prsten prašine nalazi se na rastojanju tri puta većem od prečnika, a drugi, veći, pronađen je na rastojanju od 650 AU. Na rastojanjima 12000 AU i na 36000 AU pronađeno je još gasa i prašine. Još jedan veliki, asimetrični pojas prašine nalazi se na 3,3 svetlosne godine od zvezde.

Bez obzira što je prečnik Betelgez ogroman, astronomi veruju da njena masa ne prelazi 20 masa Sunca, a njena prosečna gustina je približna gustini vazduha. Masivne zvezde žive kratko jer svoje zalihe goriva brzo troše. Bez obzira što je Betelgez star samo oko 8,5 miliona godina sav vodonik iz jezgra je već potrošen, a gravitacija je dovoljno sabila jezgro. U jezgru ove zvezde su verovatno već stvoreni uslovi za fuziju helijuma u ugljenik i kiseonik. Dalja sudbina zvezde sada zavisi od toga koliko tačno iznosi njena masa. Prema nekim procenama masa Betelgez se procenjuje na 15 – 17 masa Sunca. U ovom slučaju zvezda će imati dovoljno snage i u njoj će se odigrati procesi fuzije sve do gvožđa a zatim će doći do kolapsa i Betelgez će eksplodirati kao supernova [4]. Ali postoje i druga mogućnost. Mnoge druge procene pokazuju da je masa ove zvezde između 12 i 14 masa Sunca. U ovom slučaju neće doći do eksplozije supernove već će Betelgez život završiti na ne tako čest način, od ove zvezde će nastati jedna vrlo retka grupa belih patuljaka izgrađena od neona i kiseonika (obični beli patuljci se sastoje od ugljenika i kiseonika).

Betelgez je nepravilno pulsirajuća promenljiva zvezda čiji se sjaj menja od 0,2 do 1,2 magnitude a prečnik od 550 do 920 prečnika Sunca. Astronomi veruju da promena sjaja nastaje zbog toga što se spoljni slojevi zvezde polako, godina, udaljavaju od njenog jezgra a zatim se zvezda opet sažima. Na ovaj način menja se površina zvezde, temperatura opada i raste, a zvezda postaje sjajnija ili tamni. Crveni džinovi pulsiraju na ovaj način zbog nestabilne atmosfere. Kada je zvezda najmanja atmosfera gusta i aposrbuje mnogo energije, zagreva se i širi. Dok se širi ona postaje sve tanja i tada zračenje lako prolazi kroz nju i zagrevanje je mnogo manje pa se gasovi hlade a zvezda se opet smanjuje. Posmatranja iz 2000 godine pokazala su da je pulsiranje ove zvezde nesimetrično, a razlog ovakvog ponašanja je verovatno postojanje usijanih tačaka, neobično velikih konvekcionih ćelija, u zvezdinoj atmosferi.

Marta 1995. godine Betelgez je bila meta Hablovog teleskopa. Tada je snimljena prva direktna fotografije jedne zvezde. Na ovoj fotografiji vidi se i jedana ogromna vrela tačka, više od deset puta većeg prečnika od prečnika Zemlje. Temperatura ove oblasti bila je oko 2000 K veća od temperature okoline. Ovaj fenomen je suprotan onome na šta su astronomi navikli da vide na zvezdama – veliki broj pega koje su nešto hladnije od okoline.

Po svemu sudeći, ovoj zvezdi nije preostalo još mnogo života, na koji način će ona okončati svoj život to još uvek ne znamo.

[1] http://www.ras.ucalgary.ca/SKA/science/node14.html
[2] Timothy et al, 2002 http://www.aas.org/publications/baas/v33n4/aas199/169.htm
[3] Uitenbroek et al, 1998 http://www.journals.uchicago.edu/AJ/journal/issues/v116n5/980184/980184.html
[4] James Kaler, 2001 http://www.astro.uiuc.edu/~kaler/