De laatste waarnemingen van Betelgeuze laten zien dat de ster nu langzaam begint op te fleuren. Geen supernova vandaag! Niets te zien, volgende keer meer geluk.
Ondanks een deel van de hype is dit gedrag precies wat astronomen hadden verwacht. Betelgeuse is een heel andere ster dan onze zon. Terwijl onze zon een hoofdreeksster is in zijn hoogtepunt van zijn leven, is Betelgeuze een rode reuzenster op de rand van de dood. Maar de dood van een ster is geen eenvoudig proces.
Sterren schijnen zo helder en zo lang vanwege een delicaat evenwicht tussen zwaartekracht en kernfusie. De zwaartekracht wil een ster onder zijn gewicht laten instorten. Zonder kernfusie zou de zwaartekracht een ster verpletteren tot een witte dwerg, neutronenster of zwart gat. Maar door de verpletterende druk die door de zwaartekracht ontstaat, kan waterstof in de kern van de ster samensmelten tot helium. Het proces staat bekend als de proton-proton ketting (of pp-keten) en combineert vier waterstofkernen tot één heliumkern. Ongeveer 3% van de oorspronkelijke massa wordt omgezet in energie in de vorm van gammastraling. Deze energie verwarmt de kern nog verder en laat deze terugduwen tegen de zwaartekracht in.
Voor sterren die groter zijn dan de zon, begint een ander fusieproces dat bekend staat als de CNO-cyclus. CNO staat voor koolstof-stikstof-zuurstof omdat het proces helium in die drie elementen versmelt. Dit proces is de reden waarom deze drie elementen het meest voorkomen in het universum, behalve waterstof en helium.
Hoewel zowel de pp-keten als de CNO-cyclus tegelijkertijd binnen een ster kunnen voorkomen, neemt de CNO-cyclus na verloop van tijd toe naarmate waterstof schaarser wordt en helium overvloediger. Omdat de CNO-cyclus sneller meer energie afgeeft dan de pp-keten, betekent dit dat de temperatuur van een ster in de loop van de tijd stijgt. We zien deze geleidelijke verwarming in onze eigen zon. Tegen de tijd dat de CNO-cyclus in een ster domineert, is de kern zo heet dat de buitenste lagen van een ster opzwellen en uitzetten.
Dit is de fase waarin Betelgeuse zich nu bevindt. Miljoenen jaren lang was het een hoofdreeksster van ongeveer 20 zonsmassa's. Maar het fuseert helium nu zo heftig dat het is uitgegroeid tot een rode superreus. Betelgeuze heeft bijna geen brandstof meer en uiteindelijk zal de zwaartekracht winnen. Het is slechts een kwestie van tijd.
Maar die tijd is niet noodzakelijk snel. Betelgeuze heeft genoeg helium om ongeveer 100.000 jaar in het rode superreuzenstadium te blijven. Zelfs nadat het helium op is, zal het ongeveer een millennium lang koolstof kunnen versmelten tot zwaardere elementen. Daarna zal het vrij snel veranderen. Als de koolstof bijna op is, zal het proberen om steeds zwaardere elementen te smelten voor ongeveer een jaar. Dan stort de kern in, wordt Betelgeuse een supernova en krijgen we eindelijk onze show.
Voor zover we kunnen zien, bevindt Betelgeuse zich nog steeds diep in de rode superreuzenfase van zijn leven. Hoewel het de afgelopen tijd aanzienlijk is gedimd, staat het niet op het punt te exploderen. Het geleidelijke dimmen en oplichten dat we zien, suggereert dat het in onze levens niet zal exploderen. Het suggereert dat de kern van Betelgeuse nog steeds in een gestaag tempo wegspoelt.
De veranderende helderheid van Betelgeuse is te wijten aan een proces dat bekend staat als convectie. De bovenste lagen van de ster worden verwarmd door de kern en dit genereert een stroom van warmere en koelere gebieden. Materiaal in het interieur wordt verwarmd en stijgt naar de oppervlakte. Vervolgens koelt het af en zinkt het in de ster, en de cyclus gaat verder. Convectie vindt plaats in de buitenste regionen van de meeste sterren, inclusief onze zon. Op het oppervlak van de zon staan deze convectiegebieden bekend als korrels en ze zijn meestal zo groot als Texas. Dat klinkt groot, maar voor de zon is die kleiner dan de meeste zonnevlekken. Dus hoewel de zon heldere, hete en zwakke koele gebieden heeft, zijn ze zo klein vergeleken met het oppervlak van de zon dat er geen algehele verandering in de helderheid van de zon is.
Maar de buitenste laag van Betelgeuze is veel minder dicht dan die van de zon. Het is zelfs nog minder dicht dan de atmosfeer van de aarde. Het is eigenlijk een dunne soep met gloeiend gas. Dat betekent dat de convectieregio's op Betelgeuse enorm kunnen zijn. Een enkel gebied kan een groot deel van de ster bedekken. Wanneer een van die regio's naar de top stijgt, wordt Betelgeuze helderder en wanneer het afkoelt, dimt de ster. Betelgeuze begint op te fleuren omdat heet materiaal naar het oppervlak stroomt. Dit is normaal voor Betelguese en is waarschijnlijk de manier waarop het millennia zal zijn.
Dus geen dreun vandaag. Maar op een dag boem. Vroeg of laat ... Boom!
Referentie: Edward Guinan, et al. "De val en opkomst in helderheid van Betelgeuse"
