Kirkas punainen Betelgeuse-tähti ei ole kuin olekaan yksin.
Carnegie Mellon -yliopiston tutkijat ovat paljastaneet uutta tietoa aiemmin hämäränä pysyneestä seuralaisesta. Tutkimus julkaistiin The Astrophysical Journal -tiedelehdessä.
Tutkimusryhmä sai viime joulukuussa kiireellisesti käyttöönsä NASA:n Chandra-röntgenteleskoopin ja Hubble-avaruusteleskoopin selvittääkseen Betelgeusen pitkään ennustetun mutta siihen asti havaitsemattoman seuralaisen.
Ajoitus oli ratkaiseva: noin 6. joulukuuta 2024 ”Betelbuddyksi” kutsuttu seuralainen oli suurimmalla mahdollisella etäisyydellä Betelgeusesta ennen kuin se katoaisi taas kahdeksi vuodeksi kirkkaamman päätähtensä taakse.
”Kävi ilmi, ettei ollut olemassa hyviä havaintoja tilanteista, joissa Betelbuddy ei olisi Betelgeusen takana”, sanoi Carnegie Mellonin McWilliamsin kosmologian ja astrofysiikan keskuksen tutkijatohtori Anna O’Grady tiedotteessa. ”Tämä on syvällisin Betelgeusesta koskaan tehty röntgenhavainto.”
Havaijilla sijaitseva Gemini North -teleskooppi onnistui tallentamaan Betelgeusen lähellä himmeän kohteen, joka saattoi olla sen pieni seuralainen. Samaan aikaan Carnegie Mellonin johtama ryhmä käytti Chandra-teleskoopin röntgendataa kohteen luonteen selvittämiseen.
”Se olisi voinut olla valkoinen kääpiö tai neutronitähti. Ja ne ovat hyvin erilaisia kohteita”, O’Grady sanoi. ”Jos kyseessä olisi ollut jompikumpi niistä, se olisi viitannut aivan toisenlaiseen kehityshistoriaan tässä järjestelmässä.”
Tutkijat eivät kuitenkaan löytäneet merkkejä kertymisprosessista, joka on tyypillistä neutronitähdille ja valkoisille kääpiöille. Tulokset viittaavat nuoreen tähteen, joka on suunnilleen Auringon kokoinen. Flatiron-instituutin tutkijoiden hiljattain ArXiv-julkaisupalveluun lataama rinnakkaistutkimus Hubble-havaintojen pohjalta auttoi tarkentamaan seuralaisen kokoa.
Kiireellisiä tutkimuksia varten teleskoopit varaavat pienen osan havaintoajastaan erityisen poikkeuksellisille tai merkittäville tapauksille. Kahden tällaisen pyynnön hyväksyminen saman asian tutkimusta varten viittaa siihen, että tulosten oletetaan olevan poikkeuksellisen lupaavia.
”Aluksi se tuntui äärimmäisen epätodennäköiseltä, mutta keskustelun edetessä tajusimme, että tiimillämme oli ainutlaatuinen yhdistelmä osaamista, jolla voisi olla mahdollisuus saada johtajan havaintoaikaa. Oli mahtavaa nähdä, miten arkinen keskustelu muuttui todella jännittäväksi tutkimusmahdollisuudeksi”, sanoo apulaisprofessori Katelyn Breivik tiedotteessa.
Betelgeuse on noin 700 kertaa Aurinkoa suurempi ja tuhatkertaisesti kirkkaampi. Sillä on jo pitkään arveltu olevan seuralainen, mutta koska tähti on yksi kirkkaimmista, sen lähellä olevien kohteiden havaitseminen on poikkeuksellisen vaikeaa.
”Kirkkausero Betelgeusen ja tämän pienen seuralaisen välillä on aivan mieletön”, O’Grady sanoo. ”Se, että nyt voimme varmistaa jonkin todella olevan siellä, osoittaa, kuinka pitkälle tiede on edennyt.”
Löytö voi selittää myös Betelgeusen arvoituksellisen kuuden vuoden kirkastumis- ja himmenemissyklin. Vuonna 2024 O’Gradyn kollega Jared Goldberg ehdotti tutkimuksessaan, että kiertävä seuralainen raivaa tieltään valoa estävää pölyä, jolloin Betelgeuse näyttäytyy Maasta katsottuna kirkkaampana. Varmuutta seuralaisen olemassaolosta ei kuitenkaan ollut. Niinpä O’Grady, Goldberg ja kollegat päättivät tarkastaa asian perusteellisesti.
”Tilasimme kaksi testiä, jotka arvelimme sopiviksi ja joissa tiimillämme oli asiantuntemusta – UV-spektroskopian ja röntgenkuvauksen”, O’Grady sanoi.
Havainnot ulottuvat Betelgeusea laajemmalle. Kaksoistähtijärjestelmien tähdet ovat tyypillisesti suunnilleen samanmassaisia, mutta Betelgeusen massan arvioidaan olevan 16–17 Auringon massaa, kun taas sen seuralainen on korkeintaan yhden Auringon massainen. Suhde on poikkeuksellinen ja haastaa vallitsevat mallit.
O’Gradyn mukaan tämä avaa aivan uuden tutkimusalueen: kaksoistähtijärjestelmät, joissa massasuhteet ovat äärimmäisiä. ”Se on alue, jota ei ole juuri tutkittu, koska niitä on niin vaikea löytää tai edes tunnistaa, kuten me nyt pystyimme tekemään Betelgeusen tapauksessa.”