Kuva: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / E. O’Gorman / P. Kervella

Tarkin kuva jättiläistähdestä - lähikuvassa supernovaksi valmistautuva Betelgeuze

Betelgeuze on eräs tähtitaivaan kirkkaimmista tähdistä. Nyt se on nähty uusin silmin, kun tutkijat ALMA-observatoriolla nappasivat siitä ennennäkemättömän tarkan kuvan.

Tutkijat ovat ottaneet huipputarkan kuvan jättimäisestä Betelgeuze-tähdestä. Kuva kertoo lämpötilaeroista tähden kaasukehässä.

Maasta katsottuna Betelgeuzen näennäinen läpimitta on noin 0,05 kulmasekuntia, ja kuvan erotuskyky on noin 0,014 kulmasekuntia. Tähden kiekko näkyy kuvassa siis varsin sumeana, eikä siitä erotu kovin pieniä yksityiskohtia.

Kuvasta erottuu kuitenkin kaksi jättimäistä poikkeuksellista aluetta. Kumpikin on pyöreästi oman Aurinkokuntamme sisäosien kokoinen. Valkoisena erottuva alue on noin tuhat astetta ympäröivää tähden pintaa kuumempi, ja tähden reunalta kurottuu vasemmalle toinen hieman haaleampi lämpötilapiikki. Tutkijoiden mukaan näitä alueita lämmittää epätavallisen runsas magneettinen aktiivisuus, jota ajavat jättiläismäiset konvektiosolut tähden fotosfäärissä.

Betelgeuzen riehuminen on ennenkin ollut komeaa seurattavaa. Vuonna 2009 sen havaittiin puskeneen avaruuteen kaasupilven, joka ulottuisi omassa aurinkokunnassamme Auringosta lähes Neptunuksen radalle asti.

Kuva: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / E. O’Gorman / P. Kervella / Tiedetuubi / J. Korteniemi

Punahehkuinen tyhjiö

Betelgeuze on kuuluisa, sillä se on eräs suurimpia tunnettuja tähtiä ja varsin lähellä Aurinkoa. Se myös löytyy taivaalta helposti: selvästi punertava Betelgeuze on Orionin tähdistön toiseksi kirkkain ja koko tähtitaivaan yhdeksänneksi kirkkain tähti.

Vaikka Betelgeuze on yksi taivaan kirkkaimmista tähdistä ja sitä on tutkittu pitkään ja hartaasti, monia sen perusominaisuuksiakaan ei vieläkään tunneta kovin tarkkaan. Sen esimerkiksi kerrotaan olevan noin 650 valovuoden päässä Auringosta, vaikka mittausten virheraja onkin 150 valovuotta.

Betelgeuze on erittäin harvaa ainetta, minkä vuoksi tähteä kutsutaankin joskus "punahehkuiseksi tyhjiöksi". Sata metriä kanttiinsa oleva kuutio "keskimääräistä Betelgeuzea" olisi massaltaan vain alle 100 kilogrammaa. Saman kokoinen palanen "keskimääräistä Aurinkoa" painaisi lähes 1,5 miljardia kiloa, ja vastaava ilmakuutiokin yli 1,2 miljoonaa kiloa.

Betelgeuzen massan arvioidaan olevan Aurinkoon verrattuna 15–23 -kertainen. Sen halkaisija taas on vajaat 900 kertaa Aurinkoa suurempi (plusmiinus 200 Aurinkoa).

Betelgeuze on nuori, vain 8–8,5 miljoonan vuoden ikäinen tähti. Suuren kokonsa vuoksi sen kehitys on kuitenkin erittäin nopeaa ja väkivaltaista, ja lähentelee loppuaan. Se on punainen (yli)jättiläistähti, jonka odotetaan räjähtävän supernovana todennäköisesti lähimmän 100 000 vuoden aikana. Hetkeä on kuitenkin mahdotonta ennustaa tarkalleen edes kymmenien tuhansien vuosien tarkkuudella. Kun fotonit supernovasta joskus viimein saavuttavat Maan, tapahtuma tulee näkymään selvästi päivätaivaallakin. Nykytiedon valossa supernova tuskin aiheuttaa Aurinkokunnassamme juuri minkäänlaista vaaraa.

Kuva Betelgeuzesta otettiin Chilessä sijaitsevalla ALMA-radioteleskooppiryhmällä. ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) on kansainvälinen projekti ja on ollut toiminnassa vuodesta 2013 asti. Tämä oli ensimmäinen kerta kun ALMAlla on kuvattu minkään tähden pintaa.

Tutkimuksessa mitattiin kaasun lämpötiloja lähellä tähteä. Alueella havaittiin tapahtuvan selvää lämpötilainversioita: Tähden pinnalta ylöspäin noustessa kuumuus hellittää pian lähes tuhannella asteella (3400 °C → 2500 °C) kunnes palaa vieläkin korkeammalla takaisin lähes pinnan kuumuuteen (3300 °C). Havainto tukee aiempia mallinnuksia viileiden jättiläistähtien kaasukehistä.

Tähden nimestä on kaksi kirjoitusmuotoa, Betelgeuze ja Betelgeuse.

Lähteet: ESOn tiedote, O'Gorman ja kumpp. (2017), Dolan ja kumpp. (2016)