A Betelgeuse (arabul:إبط الجوزاء Ibṭ al-Jauzā', azaz "az Orion hónalja") egy nagy vörös szuperóriás csillag az Orion csillagképben. Általában a kilencedik legfényesebb csillag az éjszakai égbolton, és a második legfényesebb az Orionban.

A Betelgeuse egy félkör alakú változócsillag, amelynek látszólagos fényessége 0,2 és 1,2 között változik. Ez a legszélesebb tartomány az első magnitúdós csillagok közül.

Ez az egyik legnagyobb és legfényesebb megfigyelhető csillag. Sugara 950-1000-szer nagyobb, mint a Napé. Ez azt jelenti, hogy átmérője 1,322-1,392 milliárd kilométer. A Betelgeuse volt az első olyan csillag a Napon kívül, amelynek méretét ismerték. A csillag távolsága a Földtől körülbelül 640 fényév. Átlagos abszolút fényessége körülbelül -6,02.

A Betelgeuse kevesebb mint 10 millió éves. Nagy tömege miatt gyorsan fejlődik. A csillagközi közegben 30 km/s sebességgel mozog, és több mint 4 fényév széles lökéshullámot hoz létre.

A Betelgeuse most a csillagfejlődés egy későbbi szakaszában van. Gyorsan végigmegy az életciklusán, mielőtt II. típusú szupernóvaként felrobban valamikor a következő egymillió évben.

A Herschel Űrmegfigyelő Intézet 2013. januári megfigyelése kimutatta, hogy a csillag szelei összeütköznek a környező csillagközi közeggel. A Betelgeuse egyike azoknak a vörös szuperóriás csillagoknak, amelyeknek orrsokkja van: a többi a Mu Cephei és az IRC-10414. A Betelgeuse az Orionban balra fent látható.

Méret, tömeg és távolság — miért nehéz pontosan meghatározni őket?

Bár a Betelgeuse sugara gyakran szerepel 950–1000 Napsugaras értékként, ezek az adatok a távolságra és a mérésekre érzékenyek. A csillagot interferometriával és infravörös műszerekkel közvetlenül felbontották, ami lehetővé tette a szögátmérő meghatározását; a fizikai átmérőt azonban a távolság bizonytalansága miatt csak közelítőleg lehet megadni. A parallaxismérések (pl. Hipparcos, Gaia) egymástól eltérő eredményeket adtak, ezért a gyakran idézett ~640 fényév körüli távolság inkább a kényelmes, szemléltető értékek közé tartozik.

Fényesség és változékonyság

A Betelgeuse típusa: spektrálisan M (hűvös), általában M1–M2 Ia–ab jellegű vörös szuperóriás. Változócsillagként elsődleges fényességváltozása körülbelül 400–430 napos periódussal jár (vagyis kb. egy év), emellett hosszabb, többéves ingadozások is megfigyelhetők (több év peremű modulációk). A látható fényességében bekövetkező változások hátterében a csillag belső pulzációi, a hatalmas felszíni konvekciós cellák és időszakos anyagkidobódások egyaránt szerepet játszanak.

Felszín, légkör és az 2019–2020-as "Nagy Halványodás"

A Betelgeuse felszíne nem sima: óriási konvekciós cellák (szupergranulációk) borítják, amelyek sokszor a csillag teljes látható korongjának jelentős részét elfoglalják. Interferometriai és közvetlen képfelvételek fedték fel ezeket az aszimmetriákat és foltokat. 2019 végén és 2020 elején a Betelgeuse szokatlanul elhalványult — a "Nagy Halványodás" –, ekkor fényessége történelmi mélypontra esett. A vizsgálatok arra utaltak, hogy mindkét hatás, a felszín egy hidegebb régiója (nagy folt) és a csillag által kilökött porfelhő (ami eltakarta a fényt), közrejátszott a jelenségben. 2020 vége felé a fényesség visszatért korábbi tartományába.

Tömegvesztés, csillagszél és lökéshullám

A Betelgeuse erős csillagszele folyamatos anyagvesztéssel jár, amely a csillag környezetét gazdagítja portól és elemi részecskéktől. Ez a szél találkozik a környező csillagközi közeggel, és jellegzetes íves formájú lökéshullámot (bow shock) hoz létre. A Herschel űrtávcső felvételei mutatták meg részletesen ezt a struktúrát, amely több fényév kiterjedésű is lehet, és útján jelentős mennyiségű anyag kerül vissza a csillagközi térbe.

A vég: szupernóva és mi várható

A Betelgeuse belső tartományaiban már aktívak az elemeket felépítő fúziós folyamatok, és a csillag előbb-utóbb felrobban II. típusú szupernóvaként. A pontos időpont bizonytalan: lehet ez néhány ezer, tízezer, de akár százezres nagyságrendben is — szakmai becslések gyakran említik a következő néhány tízezer–egymillió évet. Ha a Betelgeuse tűnik fel szupernóvaként a Földről nézve, rendkívül fényes lesz (akár nappali megfigyelésre is látható), de a jelenlegi távolság miatt a robbanás nem jelent veszélyt az életre a Földön. A mag összeomlásával először masszív neutrínó- és röntgenkitörés várható, amelyet földi neutrínódetektorok képesek lennének érzékelni — ezek a jelek elméletileg megelőzhetik a fényes optikai kilengést, mert a fény a külső burkon való áthatolás miatt késik.

A szupernóva maradványa valószínűleg neutroncsillag lesz; nagyobb kezdeti tömeg esetén fekete lyuk is kialakulhat. A robbanás során a csillag által eddig felhalmozott nehezebb elemek kiszóródnak, hozzájárulva a galaxis kémiai gazdagodásához.

Megfigyelés és kulturális jelentőség

A Betelgeuse jól látható az északi félteke téli égboltján az Orion vállát jelölve (az Orion bal vállánál, az égen "balra fent"). Könnyen megtalálható a jellegzetes háromcsillagos Orion-öv közelében. Történelmileg és kultúrtörténetileg is ismert: névadása az arab nyelvből származik, és sok nép figyelte meg jellegzetes vörösességét és változó fényességét.

Összefoglalás

  • Betelgeuse egy közeli, jól tanulmányozható vörös szuperóriás, amely hatalmas mérete és változékonysága miatt fontos célpont az asztrofizikában.
  • Tömege és fejlődési állapota miatt viszonylag rövid élettartamú csillagnak számít (néhány millió év), és végül szupernóva lesz belőle.
  • A 2019–2020-as makroszintű elhalványodás jól mutatta a felszíni folyamatok és a porszerű anyagkidobódások kölcsönhatását.
  • Ha felrobban, az csodálatos látványt nyújtana, de jelenlegi távolsága miatt nincs káros hatása a Földre.

Ha szeretnéd, hozzáadhatok részletesebb adatokat a mérésekről (parallax, interferometria, spektrum), ábrákat a fénygörbékről, vagy magyarázatot a szupernóva fizikai folyamatairól egyszerű, közérthető nyelven.