Betelgeuse – Orionin punainen ylijättiläistähti ja tuleva supernova

Betelgeuse — Orionin valtava punainen ylijättiläistähti: tutustu sen jättimäisiin mittoihin, hehkuun, elinkaareen ja mahdolliseen tulevaan supernovaan.

Betelgeuse (arabian kielestä: إبط الجوزاء Ibṭ al-Jauzā', joka tarkoittaa "Orionin kainaloa") on suuri punainen ylijättiläistähti Orionin tähdistössä. Se on yleensä yötaivaan yhdeksänneksi kirkkain tähti ja Orionin toiseksi kirkkain.

Betelgeuse on puolikerrannollinen muuttuva tähti, jonka näennäinen magnitudi vaihtelee 0,2 ja 1,2 välillä. Tämä on laajin vaihteluväli kaikista ensimmäisen magnitudin tähdistä.

Se on myös yksi suurimmista ja kirkkaimmista havaittavista tähdistä. Sen säde on 950-1 000 kertaa Aurinkoa laajempi. Tämä tarkoittaa, että sen halkaisija on 1,322-1,392 miljardia kilometriä. Betelgeuse oli ensimmäinen muu tähti kuin Aurinko, jonka koko tunnettiin. Tähden etäisyys Maasta on noin 640 valovuotta. Sen keskimääräinen absoluuttinen magnitudi on noin -6,02.

Betelgeuse on alle 10 miljoonaa vuotta vanha. Se kehittyy nopeasti suuren massansa vuoksi. Se liikkuu tähtienvälisessä väliaineessa 30 km/s nopeudella, mikä aiheuttaa yli 4 valovuoden levyisen paineaallon.

Betelgeuse on nyt tähtien kehityksen myöhemmässä vaiheessa. Se käy nopeasti läpi elinkaarensa ennen kuin se räjähtää II-tyypin supernovana joskus seuraavien miljoonien vuosien aikana.

Herschel-avaruusobservatorion tammikuussa 2013 tekemä havainto osoitti, että tähden tuulet törmäävät ympäröivään tähtienväliseen väliaineeseen. Betelgeuse on yksi niistä punaisista ylijättiläistähdistä, joilla on keulanisku: muut ovat Mu Cephei ja IRC-10414. Betelgeuse näkyy Orionissa vasemmalla ylhäällä.

Ominaisuudet ja rakenne

Betelgeuse on punainen superjättiläinen, tyypillisesti luokiteltu spektriluokkaan M1–M2 Ia–ab. Sen pintalämpötila on matala verrattuna Aurinkoon (noin 3 300–3 600 K), mutta suuri säde tekee siitä erittäin kirkkaan: bolometrinen kirkkaus on suuruusluokkaa 90 000–150 000 kertaa Aurinkoa. Massan arvionetaan olevan luokkaa 10–20 kertaa Auringon massa, mutta tarkka luku riippuu mallista ja etäisyyden epävarmuuksista.

Tähden ytterilestassa esiintyy laajoja konvektiovirtauksia ja suuria pintapilkkuja; Betelgeuse on resolvoitavissa interferometrialla, ja se oli ensimmäisiä Aurinkoa lukuun ottamatta mitattuja tähtiä (Michelsonin ja Peasen varhaiset mittaukset 1920-luvulla). Sen ympärillä on laaja lauhkeiden kaasujen ja pölyn kuori sekä erillisiä ejected-massaeja (pintapurseja), jotka aiheuttavat monimutkaisen ja muuttuvan ulkoilmettä.

Betelgeusen massahäviö on merkittävä: sen tähtituuli kuljettaa materiaalia avaruuteen nopeuksilla kymmenistä kilometreistä sekunnissa ja massahäviönopeus on luokkaa 10^-6–10^-5 Aurinkomassaa vuodessa (estimaatit vaihtelevat mittaustavasta riippuen). Tämän vuoksi tähden ympärillä on pöly- ja kaasupitoisia rakenteita, joista osa näkyy infrapunasäteilynä ja lähiavaruuden kuvissa.

Muuttuvuus

Betelgeusea luonnehditaan puolireguliseksi muuttuvaksi tähdeksi (SRc-luokka, superjättiläisten semisäännöllinen muuttuja). Sen nopeimmin havaitut vaihtelujaksot ovat tyypillisesti noin 400–430 vuorokautta (pääjakso), ja tähdellä esiintyy myös pidempiä sekundäärisiä jaksoja, joiden kesto voi olla useita vuosia. Magnitudin vaihtelu 0,2–1,2 tekee siitä helposti havaittavan muuttujan paljaalla silmällä.

Viimeaikaiset, paljon huomiota saaneet tapahtumat sisältävät vuosien 2019–2020 "Great Dimming" -jakson, jolloin Betelgeuse himmeni selvästi. Tutkimukset osoittivat, että himmenemisen syihin kuului sekä pinnan viileneminen että pölyn muodostuminen tähden läheisyyteen massapurskeen seurauksena.

Etäisyys, koko ja mittaushaasteet

Betelgeusen etäisyyden määrittäminen on hankalaa, koska sen laaja ja vaihteleva ilmakehä, pölykuoret ja suuret konvektiopinnat vaikuttavat verkoihin. Nykyiset arvioidut etäisyydet ovat noin 190–200 parsekia (noin 620–650 valovuotta), mikä vastaa usein mainittua arvoa ~640 valovuotta. Etäisyyden vaihtelu vaikuttaa suoraan arvioihin säteestä ja kirkkaudesta, joten eri tutkimukset antavat hieman vaihtelevia arvoja säteelle (satoihin tai lähes tuhansiin kertakorotuksiin Auringon säteestä).

Tuleva supernova

Betelgeuse on kehittymässä kohti raskaiden tähtien loppuvaiheita, ja koska se on massaltaan riittävän suuri, sen lopullinen kohtalo on tyypin II (core-collapse) supernova. Tarkka ajankohta on epävarma; arviot vaihtelevat muutamista tuhansista vuosista aina satoihin tuhansiin vuosiin. Kun Betelgeuse räjähtää, siitä tulee hetkellisesti hyvin kirkas — näkyvä myös päivätaivaalla — mutta tapahtuma ei ole vaarallinen Maalle etäisyyden ollessa useiden satojen valovuosien luokkaa.

Tähtitieteellinen merkitys ja havainnointi

Betelgeuse on ollut tärkeä kohde useille tähtitieteellisille tekniikoille: se on jouduttu resolvoimaan interferometrialla, sen pinnanrakennetta on kartoitettu optisella ja infrapuna-observaatiolla, ja sen ympäristöä on tutkittu avaruusteleskoopeilla, kuten Herschelilla. Tähden monimuotoisuus — laajat konvektiokennot, massapurseet ja pölyeritykset — tarjoaa arvokasta tietoa superjättiläisten massahäviöstä ja loppuvaiheen evoluutiosta.

• Sijainti: Orionin tähtikuvio, vasen yläosa (Orionin käsivarsi/kainalo)
• Bayer-designaatio: α Orionis (kirjaimellisesti "Alfa Ori", usein kuitenkin kirkkaudeltaan vaihteleva)
• Säteiden arvio: satoja — lähes tuhat Aurinkosädettä (riippuu etäisyydestä ja aaltopituudesta)
• Teho (luminoisuus): ~10^5 Aurinkoa
• Pintalämpötila: ~3 300–3 600 K

Betelgeuse on helppo kohde talvella pohjoisella pallonpuoliskolla paljain silmin: se erottuu punertavana pisteenä Orionin tähdistössä ja toimii maamerkkinä tähtien harrastajille ja tutkijoille. Sen jatkuva muuttuvuus ja kohtalon odotus tekevät siitä yhden kiinnostavimmista yksittäisistä tähdistä taivaalla.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on tekstissä käsitellyn tähden nimi?

K: Mitä Betelgeuse tarkoittaa arabiaksi?

K: Kuinka leveä Betelgeuse on Aurinkoon verrattuna?

K: Kuinka kaukana Maasta Betelgeuse on?

K: Minkä tyyppinen tähti Betelgeuse on?

K: Kuinka vanha Betelgeuse on?

K: Mitä Herschelin avaruusobservatorio havaitsi vuonna 2013 tämän tähden tuulista?

Hae kirjaimella