Jak velká je superobří hvězda Betelgeuse? Astronomové vypočítali masu rudého obra z Orionu

28. 09. 2011

Betelgeuse Hvězdy Supernovy

Betelgeuse je jednou z nejjasnějších hvězd na noční obloze, ani není nijak zvlášť daleko - pouhých 650 světelných let, přesto se doposud astronomům nepodařilo zjistit masu této hvězdy. U jiných těles, u těch, které jsou obíhány jinými objekty, lze masu vypočítat ze vzájemné interakce objektů, u Betelgeuse ale astronomové nepozorují ani další hvězdu ani žádné exoplanety.

Betelgeuse, mlhovina kolem hvězdy

hvězda v souhvězdí Orion ve fázi rudého obra, která by mohla brzy explodovat jako supernova. Na snímku je zachycena v infračerveném spektru mlhovina tvořená materiálem, který hvězda vyvrhuje do svého okolí. Samotná hvězda je představována červeným kolečkem uprostřed snímku, černý disk kolem slouží k zastínění silného záření, aby vynikla okolní mlhovina. Snímek byl pořízen s pomocí infračervené kamery VISIR nainstalované na teleskopu VLT, provozovaného organizací ESO v Chile.

Image credit: ESO/P. Kervella

Dvě různé cesty přicházely v úvahu při snaze vypočítat masu Betelgeuse, podle první astronomové vytvoří model popisující vývoj hvězd od zrodu až po jejich zánik a následně srovnávají pozorovanou hvězdu s tímto modelem. Tímto způsobem astronomové odhadují, že Betelgeuse je 20x masivnější než Slunce. Druhou možností je ze zářivosti rozpoznat procesy, které probíhají v nitru hvězdy, podle kterých lze odhadnout sílu gravitace. Touto cestou se masa Betelgeuse odhaduje na 10 Sluncí.

Různé výsledky získané odlišnými způsoby výpočtu vědcům odpověď nepřinesly, museli tedy vyvinout nový způsob jak zjistit masu hvězdy Betelgeuse. 

Hilding Neilson z Univesity of Bonn s několika kolegy přišel s novým způsobem jak odhadnout jak masivní Betelgeuse je. Využili k tomu fakt, že Betelgeuse je jediná hvězda, která se při pozorování teleskopem ať už ze Země nebo z vesmíru jeví jako disk, na rozdíl od ostatních hvězd, které jsou pouhými tečkami.

Masu hvězdy se pokusili vypočítat analýzou toho jak disk tmavne směrem od středu hvězdy k jejímu okraji. Využili v matematice dobře známé metody "limb-darkening", která dává do souvislosti tmavnutí směrem k okraji tělesa a poměr masy k poloměru objektu. Díky novému způsobu výpočtu (který však nelze použít u žádné jiné hvězdy) přišli s masou 12 Sluncí.

Výpočet ale nelze ověřit, takže ve skutečnosti jde o pouhé číslo na papíře. Nicméně i tak se astronomové dozvěděli zase o něco více o hvězdě, která se zdá být na pokraji zhroucení a následné exploze supernovy.