Den röda jätten Betelgeuse

Sällan tänker vi ens på hur stora stjärnor är. Men – nu gör vi det. Den streckade sfären visar hur stor Betelgeuse är i förhållande till vår tomt i Vintergatan. Betelgeuse’s radie är kring 1800 gånger Månens banradie.

Jorden_Betelgeuse_storlek3
Medelavståndet mellan Jorden och Månen är 380 000 km. Solens radie är 700 000 km. Solens radie är alltså drygt 1,8 gånger så stor som Månens banradie. Flyttar vi vår utsiktspost till Jupiter och ser till synfältet i två dimensioner upptar Solen från Jupiter bara 4% av det den tar i anspråk från Jorden. Skulle vi placera Betelgeuse på Solens plats i vårt Solsystem skulle vi få ta oss ut till Jupiter för att slippa se Betelgeuse inifrån.

Det är svårt att bestämma avstånd och storlek i rymden. Tänk dig att du står på en rak väg i mörkret. Du ser en ljuskälla närma sig. Har du någon gång hoppat till när det visat sig att det var en bil med endast en fungerande lykta som befann sig nära när du trodde det var en bil med fullt fungerande belysning på säkert avstånd? Hade man haft tid kunde man ha fotograferat ljuskällan. Med lämplig exponeringstid kunde man sedan i bilden inse det misstag man var på väg att göra, och flytta sig snabbare än man kanske tänkt från början. Inom astronomin har tiden med dagens möjligheter varit mycket kort.

Betelgeuse är den enda stjärnan vi, i viss mån, kan studera i högre grad än endast ljuset den sänder ut. Den är inte sfärisk till sin form och formen är inte stabil. Det kan bero på att den har ett fåtal enorma konvektionsceller i stället för den uppsjö konvektionsceller som Solen har.

Betelgeuse_ALMA_VLT
Två bilder av Betelgeuse. Bilden t.v är baserad på millimetervågor, samlade av ESO‘s ALMA. Bilden till höger är tagen i nära-infrarött med VLT genom NACO‘s adaptiva optik som korrigerar turbulensen i Jordens atmosfär. Vinkelupplösningen i den bilden är 37 millibågsekunder (~en hundratusendels grad), vilket motsvarar en tennisboll på den internationella rymdstationen. Bildvinklarna i båda bilderna är nära en halv bågsekund. Bilder: ESO

I skrivande stund är Betelgeuse intensivt bevakad. Vi vet som sagt att den, när som helst, kommer sluta sina dagar i en supernova. Från september 2019 till januari 2020 har dess ljusstyrka minskat med en faktor på 2,5.  Därtill har den mellan 1993 och 2009 minskat med 15% i storlek, vilket påvisades av nobelpristagaren Charles H. Townes. Lite råräknande berättar att stjärnans yttersta skikt i snitt närmade sig stjärnans kärna med en hastighet om 178 m/s. För tillfället är den hastigheten uppe över 200 m/s. Den hastigheten varierar också beroende på var i förhållande till konvektionsbubblorna man mäter.

Betelgeuse_AAVSO_2019
I mars 2019 hade Betelgeuse en skenbar magnitud på knappa 0,4. I september 2019 var magnituden 0,6. I januari 2020 är magnituden 1,6. Bild: AAVSO – AAVSO Light Curve Generator 2 (LCG2)

Att stjärnan, oregelbundet, varierar i ljusstyrka är karakteristiskt för den typen av röd jätte Betelgeuse klassificeras som. Variationerna sker i flera cykler, vilket dokumenterades av Sir William Herschel i Outlines of Astronomy 1836. En av cyklerna är mellan 100 och 180 jorddygn lång. En annan är mellan fem och sex dagar lång. Sen har vi en cykel som sträcker sig över fem till sex år.

Från september 2019 till januari 2020 har Betelgeuse därtill blivit rödare. Temperaturen har sjunkit med nära 100 Kelvin. Läs mer om det på phys.org

Fastän Betelgeuse är så stor överträffar den inte massmässigt Solen mer än med en faktor på 20. Gravitationen är beroende av massan och avtar med radien i kvadrat. Om radien är 900 gånger Solens och massan 20 gånger är ”ytgravitationen” på Betelgeuse 20/(900²), eller 0,0025% av den på Solens ”yta”.

The flames of Betelgeuse
Betelgeuse sprider enorma mängder material omkring sig. I denhär bilden, tagen med den infraröda kameran VISIR på ESO’s VLT, är stjärnan och dess närmaste omgivning täckt för att massutkasten ska synas. Den röda ringen i mitten markerar stjärnans konturer. Bild: ESO/P. Kervella

Den låga gravitationen i Betelgeuse’s yttersta skikt har definitivt sin del i den enorma mängder plasma som omger själva stjärnan. Ytan på en sfär är också den proportionell mot kvadraten på radien. Det betyder att fotosfären på Betelgeuse är kring 800000 gånger så stor som Solen. Det är inget under att den snabbt förlorar massa.

Betelgeuse brukar ligga kring tionde plats när det gäller stjärnornas skenbara magnitud. Nu har den trillat ur också 20-i-topp-listan. Däremot – Kunde  vi se infrarött vore Betelgeuse definitivt den starkast lysande stjärnan på himlen.

Är det typiskt för rödaktiga stjärnor?



JanJan är lärare i matematik och vetenskapliga tillvalsämnen på Sursik skola i Pedersöre, Finland, Rymdambassadör för Nordic ESERO samt resursperson på skolresurs.fi. Inom rymdfysiken och astronomin stöter man ofta på frågan ”Varför?”. När fysiker frågar så menar de vanligtvis ”Hur?” och den frågan är god att peta i. Att dryfta stora frågor ger nyfikenheten näring, vilket i sin tur är en av nyckelingredienserna i framgångsberättelser. 

 

 

1 kommentar

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut /  Ändra )

Google-foto

Du kommenterar med ditt Google-konto. Logga ut /  Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut /  Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut /  Ändra )

Ansluter till %s