Staat de Betelgeuse-ster op het punt te ontploffen?

In het sterrenbeeld Orion is iets vreemds aan de hand. In oktober 2019 begon de rode ster Betelgeuse – die de rechterschouder van Orion markeert (of links zoals wij ernaar kijken) – ongewoon zwak te worden. In januari en februari 2020 bereikte het een laagterecord – ongeveer 40 procent van zijn gebruikelijke helderheid.

We weten dat Betelgeuse een volwassen ster is, en dat het op een dag zal exploderen in een supernova. Maar dit dimmen heeft geleid tot speculaties dat er een supernova op komst is. Zou dit een moment van rust zijn voordat de ster sterft in een kosmische doodsteek?

Het dimmen van Betelgeuse (de naam van de ster komt oorspronkelijk uit het Arabisch, en er is geen consensus over hoe de verwesterde versie moet worden uitgesproken, maar ‘Beet-el-joos’ is een van de meer gangbare varianten – zoals populair gemaakt in de film Beetlejuice uit 1988) is niet geheel onverwacht.

Het is een zogeheten ‘variabele’ ster, waarvan de helderheid fluctueert. In het geval van Betelgeuse volgt deze fluctuatie een cyclus van ongeveer 420 dagen, en – in lijn met deze cyclus – zijn er nu tekenen dat de ster weer langzaam helderder wordt.

Lees meer over supernovae:

• De wetenschap van Picard met Dr Erin Macdonald, Star Trek’s nieuwste wetenschapsadviseur
• Hoe sterven sterren?

“Maar zelfs als Betelgeuse opknapt, zitten we nog met vragen,” zegt Dr Emily Levesque, een astronoom die de fysica van zware sterren bestudeert aan de Universiteit van Washington. “Hij is veel zwakker dan normaal – veel zwakker dan we zouden verwachten.”

Betelgeuse is een rode superreus – qua volume de grootste klasse sterren in het heelal. Hij heeft een straal van zo’n 600 miljoen kilometer: als je Betelgeuse in het midden van het zonnestelsel zou plaatsen – waar de zon staat – zou hij bijna tot Jupiter reiken en Mercurius, Venus, de aarde en Mars opslokken.

Rode superreuzen ontstaan wanneer de waterstof in de kern van een massieve ster opraakt en hij waterstof niet meer via kernfusie kan omzetten in helium. Op dat moment begint de kern samen te trekken, waardoor de inwendige temperatuur van de ster stijgt en een schil van waterstoffusie rond de kern ontbrandt, waardoor de buitenste lagen van de ster uitzetten en afkoelen.

De temperatuur in de kern van Betelgeuse is zo heet dat het helium daar is begonnen te smelten tot koolstof. Als het helium eenmaal is uitgeput, zal de kern zich snel een weg banen door zwaardere elementen, helemaal tot aan ijzer. Op dit punt kan de ster geen energie meer opwekken, dus zal de kern ineenstorten. De buitenste lagen volgen, stuiteren op de kern af en exploderen in een supernova.

Waarom dimt Betelgeuse?

Dus zou het dimmen een teken kunnen zijn van een op handen zijnde supernova? Levesque geeft toe dat we nog steeds heel weinig weten over wat een ster doet in de laatste dagen en weken voordat hij explodeert. Maar ze zegt dat de beste schatting voor het tijdstip waarop Betelgeuse sterft, op basis van waar wetenschappers denken dat hij zich in zijn levenscyclus bevindt, over 100.000 jaar is.

“Een supernova morgen is niet ronduit onmogelijk,” zegt ze, “Maar het is onwaarschijnlijk.”

Dus wat is verantwoordelijk voor het recente dimmen? De gebruikelijke pulsatiecyclus van 420 dagen van Betelgeuse – die wordt veroorzaakt door variaties in de grootte van de ster – kan het dimmen niet alleen verklaren, zegt Levesque, dus er is waarschijnlijk nog een ander mechanisme aan de hand.

Een mogelijkheid is dat de ster wordt verduisterd, waardoor hij zwakker lijkt.

“We weten dat sterren als Betelgeuse periodiek massa van hun oppervlak afwerpen, wat condenseert in stof rond de ster,” zegt ze. “Dit zou ons zicht effectief blokkeren.

“We weten ook dat rode superreuzen grote convectieve zones op hun oppervlak hebben,” voegt ze eraan toe. Heet gas uit het binnenste van de ster stijgt op naar het oppervlak, waar het afkoelt en weer zinkt. Veranderingen in deze circulatie zouden de oppervlaktetemperatuur van de ster kunnen veranderen, en daarmee zijn helderheid – een andere mogelijke verklaring voor wat er aan de hand is.

Lees meer van Reality Check:

• ‘Oumuamua: Waarom dachten we dat het buitenaardse wezens waren?
• Mark Miodownik: Zijn biologisch afbreekbare plastics echt beter dan traditioneel plastic?
• Late veertigers: is dit de meest ellendige tijd van ons leven?

Wat Betelgeuse momenteel ook aan het doen is, het staat buiten kijf dat het op een gegeven moment zal exploderen.

“Het zal absoluut niet te missen zijn,” zegt Levesque. “De ster staat maar een paar honderd lichtjaar van ons vandaan, dus het licht van de supernova zal ongelooflijk helder zijn – vergelijkbaar met Venus of de maan.”

We zullen het aan de hemel zien als een speldenprik van licht – zelfs overdag – en onze telescopen zullen het nevelachtige ‘supernova-restant’ in al zijn glorie kunnen zien. Maar maak je geen zorgen: hoewel Betelgeuse relatief dicht bij ons staat, is hij toch ver genoeg weg om geen gevaar te vormen voor de hoogenergetische straling van de supernova. Betelgeuse zal waarschijnlijk een ultra-dichte neutronenster worden.

In de tussentijd verzamelen de astronomen alle gegevens die ze kunnen krijgen.

“Als we meer van deze rode superreuzen bestuderen, kunnen we beter bepalen in welke fase van hun evolutie ze zich bevinden en wanneer ze waarschijnlijk zullen sterven,” zegt Levesque.

“We weten dat dit soort sterren de meeste elementen in het heelal maken – zowel als ze nog leven als wanneer ze sterven als supernova. Als we begrijpen hoe dit werkt, kunnen we meer te weten komen over hoe de samenstelling van het heelal is ontstaan. Deze sterren hebben de chemie op gang gebracht die het leven mogelijk heeft gemaakt.”