Astronomie

Was würde passieren, wenn jemand ein Teleskop hätte und Beteigeuze beobachtete, wenn es zur Supernova geht?

Was würde passieren, wenn jemand ein Teleskop hätte und Beteigeuze beobachtete, wenn es zur Supernova geht?

Würde diese Person erblinden?

Neutrino-Detektoren und die Fülle von Neutrinos würden die bevorstehende sichtbare Show etwa 3 Stunden vor allen sichtbaren Anzeichen erkennen, so dass es Zeit wäre, bestimmte Teleskope auszurichten, die mit der Helligkeit umgehen könnten.

Ich bin gespannt, ob eine Person mit einem in diese Richtung gerichteten Teleskop eine unangenehme Überraschung erleben würde. Wäre die wissenschaftliche Gemeinschaft klug, die massive Sternexplosion erst anzukündigen, wenn sie sichtbar ist, um potenzielle negative Auswirkungen von übereifrigen Amateurastronomen zu vermeiden.

Mir ist klar, dass dies eine dumme Frage ist und möglicherweise zu sehr vom Teleskop abhängt, aber ich bin neugierig.


Nein, das wäre kein Problem. Supernovae sind ganz und gar nicht wie Blitzlichter – sie werden über viele Tage heller und verdunkeln sich noch langsamer. Hier sind eine Reihe verschiedener Lichtkurven aus Wikipedia:

Der Anstieg ist im astronomischen Maßstab schnell – mehrere Größenordnungen über einen Zeitraum von ungefähr zehn Tagen – aber sehr langsam im menschlichen Maßstab. Ein Amateur, der es betrachtet, würde keine signifikante Änderung der Helligkeit bemerken, aber wenn dieselbe Person ein paar Stunden später oder in der nächsten Nacht zurückkäme, wäre die Änderung sehr offensichtlich.

Soweit wir das beurteilen können, liegt der Grund darin, dass das Licht bei höchster Helligkeit durch Emissionen von Material verursacht wird, das durch die Explosion weggeblasen wurde. Bei Typ 1a SNe beispielsweise stammt das meiste Licht vom radioaktiven Zerfall des enorm Masse an ausgestoßenem Nickel-56 (Halbwertszeit 6 Tage).

Der Wikipedia-Artikel über Supernovae ist ziemlich gut und behandelt dies alles ausführlicher.


Die Helligkeit variiert umgekehrt mit dem Quadrat der Entfernung. Beteigeuze ist etwa 642,5 Lichtjahre entfernt und hat eine scheinbare Helligkeit von 0,42. Mein Verständnis von Konzepten der scheinbaren Helligkeit ist etwas wackelig, aber ich glaube, wenn es eine Million Mal so hell wird, könnte es eine scheinbare Helligkeit von -14,5 oder so haben, was der Helligkeit des Mondes viel ähnlicher ist als der Sonne.

Angesichts der großen Entfernung, der Abnahme der Helligkeit aufgrund der Entfernung und der unzähligen Mengen an Staub und Gas zwischen der Erde und Beteigeuze denke ich, dass es Ihnen wahrscheinlich gut geht. Sie könnten von seiner Helligkeit geblendet sein – ein bisschen wie der Blick auf eine Glühbirne, stelle ich mir vor – aber ich bezweifle, dass es körperlichen Schaden anrichten würde.

EDIT: Ich hoffe, ein echter Astronom hört hier auf. Ich bin mir nicht sicher, welche Art von Supernova wir von Beteigeuze erwarten könnten, aber anscheinend können Supernovae (Supernovae?) eine theoretische Helligkeit von 5 Billionen Sonnen erreichen!


Wenn Sie darauf bestehen, die explodierende Beteigeuze bei höchster Helligkeit zu beobachten, können Sie möglicherweise Ihr Auge schädigen. Die vollständige Antwort betritt das Reich der Physiologie. Hier bespreche ich die astronomischen Teile:

Beteigeuze wird als Typ-II-Supernova explodieren, deren typische Helligkeit etwa beträgt $M sim -17$. Mit einem Abstand von $dsimeq200,mathrm{pc}$, sein Distanzmodul ist $$ mu = 5log(d/mathrm{pc}) - 5 simeq 6.5, $$ seine scheinbare Größe wird also sein $$m = M + musimeq -10.5. $$

Für diese Berechnungen gehe ich davon aus, dass die Sonne die Schwelle ist, um Ihr Auge zu schädigen (ein kurzer Blick auf die Sonne ist in Ordnung, ein längerer Blick führt zu dauerhaften Schäden. Aber… Physiologie… ). Die Sonne hat eine scheinbare Helligkeit von $m_dot = -26,7$, d.h. es ist $Delta m = 16,2$ Größenordnungen heller. Mit anderen Worten, Beteigeuze wird $$ f = 10^{Updelta m/2,5} simeq 3 imes10^6 $$ mal dunkler als die Sonne.

Die Sonne ist jedoch eine ausgedehnte Quelle, die einen Winkel von ungefähr überspannt $ heta_mathrm{Sonne} = 32$ Winkelminuten über. Im Gegensatz dazu ist Beteigeuze eine Punktquelle, die, wenn sie durch die Atmosphäre und das Teleskop übertragen wird, über $ heta_mathrm{Wette} sim$ ein paar Quadratbogensekunden. Dadurch wird sein Licht konzentrierter; d.h. es wird viel heller sein, aber es wird einen viel kleineren Bereich Ihrer Netzhaut treffen. Ihr Auge wird sich jedoch auch bewegen und das Licht verwischen. Da ich kein Physiologe bin, gehe ich für diese Berechnung davon aus, dass das Licht über eine Scheibe mit einem Durchmesser von 1 Bogenminute verschmiert ist (etwa die Größe eines Planeten von der Erde aus gesehen).

Somit ist der Faktor $f$ wird selbst ein Faktor sein $( heta_mathrm{Sonne} / heta_mathrm{Wette})^2 simeq 1000$ mal größer - das heißt, Beteigeuze ist nur $sim 3,000$ mal dunkler als die Sonne.

Daher wird Ihr Auge nach unseren Annahmen geschädigt, wenn Sie explodierende Beteigeuze durch ein Teleskop mit einer Fläche beobachten $sim 3,000$ größer - oder ungefähr 55-mal breiter - als Ihre Pupille. Bei hellem Licht zieht sich die Pupille auf einen Durchmesser von etwa 3 mm zusammen, so dass Sie beim Beobachten durch ein Teleskop von 16 cm oder größer Ihr Auge schädigen können.

Basierend auf evolutionären Modellen von Beteigeuze haben Dolan et al. (2016) schätzen eine scheinbare Helligkeit von $m=-12,4$, also etwa 6-mal heller als unsere Schätzung. Dies würde bedeuten, dass Sie nur ein 7-cm-Teleskop benötigen, um Ihr Auge zu schädigen.

Wie Mark in seiner Antwort schreibt, erreichen Supernovae jedoch nicht in Sekundenschnelle, sondern in wenigen Tagen (etwa eine halbe Magnitude pro Tag) ihre maximale Helligkeit, sodass Sie viel Zeit haben, um wegzusehen.


Aus Wikipedia: Die visuellen Lichtkurven der verschiedenen Supernova-Typen hängen alle zu späten Zeiten von radioaktiver Erwärmung ab, aber sie variieren in Form und Amplitude aufgrund der zugrunde liegenden Mechanismen, der Art und Weise, wie sichtbare Strahlung erzeugt wird, der Epoche ihrer Beobachtung und der Transparenz des ausgeworfenen Materials. Bei anderen Wellenlängen können die Lichtkurven deutlich unterschiedlich sein. Beispielsweise gibt es bei ultravioletten Wellenlängen einen frühen extrem leuchtenden Peak, der nur wenige Stunden dauert, der dem Ausbruch des Schocks entspricht, der durch das anfängliche Ereignis ausgelöst wurde, aber dieser Ausbruch ist optisch kaum nachweisbar.

Ich bin mir nicht sicher, ob ich Beteigeuze in diesem Fall durch ein großes Teleskop betrachten möchte. Sichtbares Licht schadet Ihrem Auge nicht. UV ist.


Apa yang akan terjadi jika seseorang memiliki teleskop und menyaksikan Betelgeuse ketika menggunakan Supernova?

Detektor Neutrino und Kelimpahan Neutrino als Mendeteksi pertunjukan und Daten von Sekitar 3 Jam Sebelum Tanda-Tanda Yang-Terlihat, Sehingga-Akan-Da-Waktu-untuk-Mengarahkan-Teleskop-Teleskop-Tertentu-Yang-Dapat-Menangani-Kecerahan-Ke arah

Saya ingin tahu apakah seseorang dengan teleskop yang menunjuk ke arah it akan memiliki kejutan yang tidak menyenangkan. Apakah komunitas ilmiah bijaksana untuk tidak mengumumkan ledakan bintang besar sampai setelah, so dass sie alle möglichen menghindari efek negatif potensial dari para Astronom Amatir und Terlalu Bersemangat.

Saya menyadari ini adalah pertanyaan konyol und mungkin terlalu bergantung pada teleskop, tapi saya penasaran.

Tidak, itu tidak akan menjadi masalah. Supernova sama sekali tidak seperti bola lampu - mereka mencerahkan selama beberapa hari und redup lagi bahkan lebih lambat. Berikut sejumlah kurva cahaya berbeda yang diambil dari Wikipedia:

Peningkatannya cepat pada skala astronomi - beberapa urutan besarnya selama sekitar sepuluh hari - tetapi sangat Lambat pada skala manusia. Seorang amatir yang melihatnya tidak akan melihat perubahan signifikan dalam kecerahan, tetapi jika orang yang sama kembali beberapa marmelade kemudian atau malam berikutnya, perubahan itu akan sangat jelas.

Sejauh yang bisa kita katakan, alasannya adalah bahwa caahaya pada kecerahan puncak disebabkan oleh emisi dari material yang meledak oleh ledakan. Sebagai contoh, dalam Tipe 1a SNe, sebagian besar cahaya berasal dari peluruhan radioaktif dari massa besar nikel-56 yang dikeluarkan (waktu paruh 6 hari).

Der Artikel Wikipedia pada supernova cukup baik dan mencakup semua ini secara lebih rinci.

Jika Anda Bersikeras Mengamati Betelgeuse Yang Meledak Pada Kecerahan Puncak, Anda Berpotenien Merusak Mata Anda. Jawaban lengkap memasuki ranah fisiologi. Di sini saya akan membahas bagian astronomi:

Betelgeuse Akan Meledak Sebagai Supernova Tipe II, Kecerahan Tipikal Adalah Sekitar. Dengan jarak , modulus jaraknya adalah jadi besarnya yang terlihat adalah M ∼ − 17 d ≃ 200 p c

Untuk perhitungan ini say berasumsi bahwa Matahari adalah ambang untuk merusak mata Anda (pandangan singkat pada Matahari tidak apa-apa, pandangan yang lebih lama akan menyebabkan kerusakan permanent. Tapi. fisiologi . ). Matahari memiliki magnitudo, yaitu magnitudo lebih terang. Dengan kata lain, Betelgeuse akan menjadi kali lebih redup daripada Matahari. m ⊙ = − 26,7 Δ m = 16,2

Namun, Matahari Adalah Sumber Yang Diperluas, Mencakup Sudut Kira-Kira Bogenminuten. Sebaliknya, Betelgeuse adalah Sumber Titik, Yang Ketika Ditransfer Melalui Atmosfer und Teleskop, Tersebar di Beberapa Arcsecond Persegi. Dengan Demikian Cahayanya akan lebih terkonsentrasi yaitu akan jauh lebih terang, tetapi akan mengenai area retina yang jauh lebih kecil. Namun, Mata Anda Juga Akan Bergerak, Mengoleskan Cahaya. Bukan menjadi ahli fisiologi, demi perhitungan ini saya berasumsi bahwa cahaya dioleskan di atas cakram 1 melintas 1 (sekitar ukuran planet dilihat dari Bumi). θ S u n = 32 θ B e t ∼

Dengan demikian, faktor itu sendiri akan menjadi faktor kali lebih besar - yaitu, Betelgeuse hanya kali lebih redup daripada matahari. f ( S u n / θ B e t ) 2 ≃ 1000 ∼ 3 000

Oleh karena itu, untuk asumsi kami mata Anda akan rusak jika Anda mengamati Betelgeuse yang meledak mealui teleskop dengan area lebih besar - atau kira-kira 55 kali lebih luas - dari murid Anda. Dalam Cahaya Terang, Pupille Berkontraksi Dengan Durchmesser Sekitar 3 mm, Jadi Jika Mengamati Melalui Teleskop 16 cm Atau lebih Besar, Anda dapat Merusak Mata Anda. 3 000

Berdasarkan-Modell evolusi Betelgeuse, Dolan et al. (2016) memperkirakan besarnya, yaitu sekitar 6 kali lebih terang dari perkiraan kami. Ini bearti Anda hanya perlu teleskop 7 cm untuk merusak mata Anda. m = − 12,4

Namun, Seperti Yang Ditulis Mark Dalam Jaabannya, Supernova Tidak Meningkatkan Kecerahan Puncaknya Dalam Hitungan Detik, Tetapi Dalam Hitungan Hari (Kira-Kira Setengah Mag Per Hari), Jadi Anda Punya Banyak Waktu Untuk Berpaling.


Wie lange hat der einst verdunkelnde Stern Beteigeuze noch?

Er wird als einer der berühmtesten Sterne aller Zeiten bezeichnet: Beteigeuze (ausgesprochen "Beetlejuice", wie der Film) gehört zum bekannten Sternbild Orion und ist normalerweise der zehnthellste Stern am Himmel, der sogar mit bloßem Auge sichtbar ist .

"Betelgeuse war im Laufe der Zeit berühmter als Mickey Mouse oder jeder heute lebende Mensch", sagt Andy Howell, Astronom am Las Cumbres Observatory und Physiker an der University of California, Santa Barbara, in einem E-Mail-Interview. „Das liegt daran, dass unsere menschliche Nachtunterhaltung über Hunderttausende von Jahren in den Nachthimmel schaute.“

Aber im Oktober 2019 begann der Stern von Beteigeuze auf mysteriöse Weise zu verdunkeln. Sein Brillanzverlust war selbst für zufällige Beobachter offensichtlich. Astronomen waren von seinem plötzlichen Stimmungsumschwung verwirrt. Einige vermuteten, dass Beteigeuze der Treibstoff ausging, vielleicht eine Supernova wurde. Sterne, die zur Supernova werden, erzeugen die stärksten Explosionen, die im Weltraum auftreten.

Neuere Forschungen zeigen jedoch, dass Beteigeuze nicht unbedingt am Rande des Todes steht. Es könnte einfach eine Art Trümmerfeld erzeugt haben, das seine unglaubliche Helligkeit vorübergehend blockierte.

"Beteigeuze ist ein roter Überriesenstern, der etwa zwölfmal die Masse der Sonne hat, aber einen satten 900-fachen Durchmesser hat", sagt Howell. "Das heißt, wenn Beteigeuze dort wäre, wo die Sonne ist, würde sie leicht die Erde verschlucken und sich über die Umlaufbahn des Jupiter hinaus erstrecken."

Er fügt hinzu, dass rote Überriesen am Ende ihres Lebens Sterne sind, nachdem sie in ihren Kernen den gesamten Wasserstoff zu Helium verschmolzen haben. Wenn sie immer schwerere Elemente verbrennen, ziehen sich ihre Kerne zusammen und ihre äußeren Schichten blähen sich zu außergewöhnlichen Dimensionen auf.

Beteigeuze ist seit jeher für ihre variable Helligkeit bekannt. Im Allgemeinen treten diese Schwankungen halbregelmäßig und nur in bescheidenen Ausmaßen auf. Howell sagt, dass dies geschieht, weil es pulsiert, während sich die Sternenatmosphäre wie ein Topf mit kochendem Wasser aufwirbelt und riesige Materialklumpen aufwirft.

"Aber letztes Jahr begann es mit bloßem Auge merklich zu verdunkeln und wurde für lange Zeit auf eine Weise dunkel, die man seit mehr als einem Jahrhundert nicht mehr gesehen hat", sagt er. "Es war ein Rätsel, bis Beobachtungen ergaben, dass eine riesige Staubwolke einen großen Teil des Sterns bedeckte."

"Die Ursache der Verdunkelung wird diskutiert und diskutiert", schreibt Edward Guinan, Professor für Astrophysik und Planetenwissenschaften in Villanova, per E-Mail. „Die Verdunkelung könnte auf den Ausstoß von Gas zurückzuführen sein, das sich zu Staub abkühlte und das Licht des Sterns blockierte. Auf der anderen Seite erfolgte die jüngste Verdunkelung (genannt „große Verdunkelung“ oder „große Ohnmacht“) zu dem erwarteten Zeitpunkt der 430-Tage-Periode, so dass in diesem Fall eine Abkühlung durch Pulsation oder das Vorhandensein einer Super -große Konvektionszelle."

Guinan fügt hinzu, dass er und seine Kollegen glauben, dass die Verdunkelung durch einen extraenergetischen Puls oder das Aufsteigen einer riesigen Konvektionszelle und nicht durch neuen Staub verursacht wurde. "Weiterführende Beobachtungen sollten diese Frage bald beantworten", sagt er.


Beteigeuze: Sterbender Stern weckt Hoffnung auf ‘Mond’-große Supernova über der Erde

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Beteigeuze, der normalerweise leuchtend rote Stern im Sternbild Orion, könnte sterben – und seine Supernova wird eines Tages mit dem Mond am Himmel über der Erde konkurrieren. Eines Tages.

Beteigeuze befindet sich derzeit in seiner roten Überriesenphase, der geriatrischen Phase des Lebens eines Sterns, wenn er hell und aufgebläht wird, bevor er stirbt. Die nächste Phase ist die ausgewachsene Supernova, in der der Stern in einer massiven Explosion in sich zusammenbricht.

Die Explosion wird laut NASA voraussichtlich „irgendwann in den nächsten 100.000 Jahren“ stattfinden. Wenn es passiert, wird es voraussichtlich den Himmel über der Erde in einem spektakulären Licht erleuchten, das wochenlang andauern wird.

Viele Himmelsbeobachter hoffen, dass “irgendwann” “irgendwann” sein wird, nachdem sie in den letzten Monaten einen offensichtlichen Rückgang des Lichts von Beteigeuze beobachtet haben. Die Helligkeit von Beteigeuze verblasste in der zweiten Hälfte des Jahres 2019 um mehr als die Hälfte, wodurch sie dunkler wurde als je zuvor in der aufgezeichneten Geschichte. Es ist immer noch in der “armpit” von Orion sichtbar, aber es ist nicht annähernd so hell wie früher.

Die NASA sagt, dass Beteigeuze „wahrscheinlich“ nur seine variablen Zyklen durchläuft, die es von Zeit zu Zeit heller oder dunkler erscheinen lassen. Es ist ein hustender, verschrobener alter Star, und es wird zwangsläufig Schluckauf geben, wenn er sich dem Ende nähert.

3:09 Die NASA entdeckt den ersten potenziell bewohnbaren Planeten von der Größe der Erde

Ein kürzlicher Ausbruch von Gravitationswellen hat Spekulationen geschürt, dass das Ende für Beteigeuze nahe sein könnte, obwohl der Astronom Andy Howell sagt, dass die beiden Situationen wahrscheinlich nicht miteinander zusammenhängen.

Howell gab zu, nach draußen getreten zu sein, um zu sehen, ob Beteigeuze am Dienstag in die Luft gesprengt war, obwohl er dies in Bezug auf die geringe Wahrscheinlichkeit verglich, dass dies eintreten könnte.

“Betelgeuse in die Luft zu jagen wäre viel aufregender als im Lotto zu gewinnen,” Howell twitterte. “Lotteriegewinner passieren jeden Tag. Es ist 400 Jahre her, dass Menschen in unserer Galaxie eine Supernova gesehen haben, und ich bin einer der am besten vorbereiteten Menschen auf dem Planeten darauf.”

Supernova-Experte J. Craig Wheeler sagt, es sei sehr unwahrscheinlich, dass Beteigeuze explodieren wird.

"Mein Geld war die ganze Zeit, dass Beteigeuze eine etwas extreme, aber ansonsten normale quasi-periodische Änderung der Helligkeit durchmacht", sagte er der New York Times von der University of Texas in Austin.

Trotzdem sagen einige Himmelsbeobachter, dass sie bereit sind, die Todeswache von Beteigeuze zu starten. Nur für den Fall.

Nur ein Typ mit einem Teleskop, der hofft, dass Beteigeuze boomt.

&mdash Mark Benson (@WaysideWriter) 14. Januar 2020

Beteigeuze ist ungefähr 640 Lichtjahre von der Erde entfernt. Das bedeutet, dass es nah genug ist, dass wir es ohne Teleskop sterben sehen können, während es weit genug entfernt ist, dass es uns nicht weh tut, wenn es geht, sagt die NASA. Und es wird definitiv irgendwann in den nächsten 100.000 Jahren gehen, was Astronomen sagen, wird ein wirklich spektakuläres Schauspiel sein.

Wenn Beteigeuze explodiert, wird die Supernova laut einem Artikel von Jillian Scudder, einer in Großbritannien ansässigen Astrophysikerin aus dem Jahr 2015, etwa so hell wie ein Viertelmond am Himmel der Erde. Die Supernova würde sich deutlich am Nachthimmel zeigen und wäre sogar tagsüber sichtbar, wenn Sie wissen, wo Sie suchen müssen.

1:59 Pracht von ‘Super Wolf Blood Moon’ in Zeitraffer-Video festgehalten

Scudder sagte, eine sterbende Beteigeuze würde etwa 16-mal heller sein als die am besten dokumentierte Supernova, was 1006 bei vielen alten Zivilisationen für Aufsehen sorgte.

“Es wurde gesagt, dass die Supernova im Jahr 1006 hell genug war, um nachts einen Schatten zu werfen,” Scudder schrieb. “Betelgeuse, die deutlich heller ist, würde wahrscheinlich auch Schatten werfen.”

Eine Simulation deutet darauf hin, dass es wie eine helle Straßenlaterne aussehen würde, die mehrere Wochen am Himmel hängt, bevor es verblasst und einen Stern weniger im Sternbild Orion zurücklässt.

Der beliebte Astronom Neil deGrasse Tyson wiederholte Scudders Worte in einem langen Twitter-Thread über Betegeuses Tod Anfang dieses Monats.

“Kein Grund zur Panik, aber wenn es explodierte, wäre der Blitz tagsüber sichtbar und könnte wochenlang mit der Helligkeit des Mondes konkurrieren,” Tyson.

Tyson wies auch darauf hin, dass Beteigeuze „möglicherweise bereits explodiert“ ist, da es etwa 640 Jahre dauern würde, bis sein Licht die Erde erreicht. Das würde ihn zu einem Geist oder zu einem „toten Stern gehen”, wie Tyson es ausdrückte, machen.

Tatsächlich könnte es gerade jetzt viele “tote Sterne” am Nachthimmel geben, obwohl wir dies jahrtausendelang nicht wissen würden, da das Licht so lange braucht, um durch den Weltraum zu reisen.

Wie der Schriftsteller Alan Moore es einmal formulierte: “Alles, was wir von Stars sehen, sind ihre alten Fotografien.”

Und das nächste Foto von Beteigeuze könnte ein verrücktes sein – obwohl es einige Jahrtausende dauern könnte, bis es uns erreicht.


Beteigeuze ist kleiner, näher und wird nicht so schnell explodieren

Beteigeuze, wie sie das ALMA-Teleskop in Chile in Submillimeterwellenlängen gesehen hat. Die “bump” auf der linken Seite ist heißes Gas, das leicht aus der erweiterten Atmosphäre des roten Überriesensterns herausragt. Bild über ALMA (ESO/ NAOJ/ NRAO)/ E. O’Gorman/ P. Kervella/ ASU.

Beteigeuze ist ein roter Überriesenstern im berühmten Sternbild Orion der Jäger und einer der hellsten Sterne an unserem Nachthimmel. Letztes Jahr begann dieser geliebte helle Stern dramatisch zu verdunkeln, was Spekulationen darüber auslöste, ob er sich in einer feurigen Explosion endlich seinem Ende nähern könnte – einer Supernova – wie sie irgendwann in der Zukunft erwartet wird. Viele fragten, könnte das sein? Es war sehr aufregend. Aber jetzt legt eine neue Studie von Forschern der Australian National University –, die am 16. Oktober 2020 angekündigt wurde, nahe, dass wir möglicherweise noch 100.000 Jahre warten müssen, bis Betelgeuses explosives Finale beginnt. Die Ergebnisse zeigen auch, dass Beteigeuze kleiner und näher ist, als Wissenschaftler dachten.

Die Forscher veröffentlichten ihre Schlussfolgerungen in einem neuen peer-reviewed Paper in Das Astrophysikalische Journal am 13. Oktober 2020.

Dieses Vergleichsbild zeigt den Stern Beteigeuze vor und nach seiner beispiellosen Verdunkelung, die Ende 2019 begann. Die Beobachtungen – aufgenommen mit dem SPHERE-Instrument des Very Large Telescope (VLT) im Januar und Dezember 2019 – zeigen, wie stark der Stern verblasst und wie seine scheinbare Form änderte sich. Bild über ESO/M. Montargès et al.

Meridith Joyce von der ANU, die die Studie leitete, sagte:

Es ist normalerweise einer der hellsten Sterne am Himmel, aber wir haben seit Ende 2019 zwei Helligkeitsabfälle von Beteigeuze beobachtet. Dies führte zu Spekulationen, dass es kurz vor der Explosion stehen könnte. Aber unsere Studie bietet eine andere Erklärung. Wir wissen, dass das erste Dimmereignis eine Staubwolke beinhaltete. Wir fanden heraus, dass das zweite kleinere Ereignis wahrscheinlich auf die Pulsationen des Sterns zurückzuführen war.

Wenn die zweite Verdunkelung des Sterns tatsächlich auf natürliche Pulsationen zurückzuführen wäre, wäre dies für die nahe und langfristige Zukunft von Beteigeuze von Bedeutung. Mittels hydrodynamischer und seismischer Modellierung konnten die Forscher feststellen, dass Druckwellen die Ursache der Pulsationen waren. Dies bedeutet, dass der Stern immer noch Helium verbrennt und daher in absehbarer Zeit nicht explodieren sollte. Co-Autor Shing-Chi Leung von der Universität Tokio sagte zu der Studie:

… bestätigte, dass Druckwellen – im Wesentlichen Schallwellen – waren die Ursache von Beteigeuze's Pulsation.

Dieses Bild, das mit dem VISIR-Instrument am Very Large Telescope der ESO aufgenommen wurde, zeigt das Infrarotlicht, das vom Staub um Beteigeuze im Dezember 2019 emittiert wird. Die Staubwolken, die in diesem dramatischen Bild Flammen ähneln, entstehen, wenn der Stern sein Material abwirft zurück in den Weltraum. Die schwarze Scheibe verdeckt das Zentrum des Sterns und einen Großteil seiner Umgebung, die sehr hell sind und maskiert werden müssen, damit die schwächeren Staubwolken sichtbar werden. Der orangefarbene Punkt in der Mitte ist das SPHERE-Bild der Oberfläche von Beteigeuze, die eine Größe hat, die der Umlaufbahn des Jupiter ähnelt. Bild via ESO/ P. Kervella/ M. Montargès et al.

Es verbrennt derzeit Helium in seinem Kern, was bedeutet, dass es noch lange nicht explodiert. Wir könnten ungefähr 100.000 Jahre zurückblicken, bevor es zu einer Explosion kommt.

Die Studie lieferte auch andere überraschende Details über Beteigeuze: Sie ist kleiner und näher an unserem Sonnensystem als bisher angenommen. Es ist immer noch ein roter Überriesenstern, hundertmal größer als unsere Sonne, aber mit einem etwas kleineren Radius. Laut Co-Autor László Molnár vom Konkoly-Observatorium in Budapest:

Die tatsächliche physische Größe von Beteigeuze war ein Rätsel, frühere Studien deuteten darauf hin, dass sie größer sein könnte als die Umlaufbahn des Jupiter. Unsere Ergebnisse sagen, dass Beteigeuze sich nur auf 2/3 davon ausdehnt, mit einem Radius des 750-fachen des Sonnenradius.

Sobald wir die physikalische Größe des Sterns hatten, konnten wir die Entfernung von der Erde bestimmen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass es nur 530 Lichtjahre von uns entfernt ist, 25 % näher als bisher angenommen.

Meridith Joyce von der ANU, Hauptautorin der neuen Studie. Bild über ANU.

Das ist deutlich näher als die zuvor geschätzte Entfernung von 724 Lichtjahren, aber sicherheitstechnisch immer noch weit entfernt. Wann immer Beteigeuze schließlich explodiert, ist es immer noch weit genug entfernt, dass die Explosion keine großen Auswirkungen auf die Erde hat, wenn überhaupt. Das ist ein beruhigender Gedanke, obwohl, wenn die Wissenschaftler Recht haben, keiner von uns lebend da sein wird, um es zu sehen. Aber für alle anderen Wissenschaftler zu dieser Zeit wird es eine einzigartige Chance sein, eine Supernova in relativer Nähe zu erleben. Joyce sagte:

Es ist immer noch eine wirklich große Sache, wenn eine Supernova ausbricht. Und das ist unser nächster Kandidat. Es gibt uns die seltene Gelegenheit zu untersuchen, was mit solchen Sternen passiert, bevor sie explodieren.

Im vergangenen August berichteten Wissenschaftler des Hubble-Weltraumteleskops (HST), dass eine große Staubwolke höchstwahrscheinlich die erste große Verdunkelung des Sterns ab Ende 2019 verursachte. Die Staubwolke soll sich aus dichtem heißem Gas gebildet haben, das sich durch Beteigeuze bewegt. #8217s erweiterte Atmosphäre.

Das Konzept dieses dreiteiligen Künstlers veranschaulicht neue Forschungsergebnisse und erklärt, warum der leuchtend rote Überriesenstern Beteigeuze Ende 2019 und Anfang 2020 plötzlich für mehrere Monate schwächer wurde. In Tafel 1 wird ein heller, heißer Plasmaklumpen vom Stern ausgestoßen. In Tafel 2 dehnt sich das ausströmende ausgestoßene Gas schnell nach außen aus und kühlt ab, um eine riesige Wolke aus undurchsichtigem Staub zu bilden. In Panel 3 blockiert die riesige Staubwolke teilweise das Licht von Beteigeuze. Bild über NASA/ ESA/ E. Wheatley (STScI)/ CfA.

Der Stern kehrte später zu normaler Helligkeit zurück, bis er zwischen Ende Juni und Anfang August 2020 wieder zu verdunkeln begann. Wie in dieser neuen Studie erklärt wurde, wurde die zweite, flachere Verdunkelung wahrscheinlich durch normale Pulsationen im Stern selbst verursacht. Dies ist nicht allzu überraschend, da Beteigeuze ein variabler Stern ist und Helligkeitszyklen durchläuft, die etwa 420 Tage dauern.

Die neuen Ergebnisse unterstützen andere Behauptungen von Wissenschaftlern, dass Beteigeuze höchstwahrscheinlich in absehbarer Zeit nicht zur Supernova wird. Darüber hinaus können genauere Messungen der Größe und Entfernung des Sterns den Forschern helfen, sein Verhalten besser zu verstehen und zu verstehen, wie und warum diese Riesensterne schließlich einen solchen feurigen Tod erleiden.

Fazit: Der rote Überriese-Stern Beteigeuze darf noch 100.000 Jahre nicht explodieren und ist laut einer neuen Studie auch kleiner und näher als zunächst angenommen.


SN1987A Überbleibsel

Dieses ganze Gerede über das hundertjährige Minimum von Beteigeuze hat die Leute begeistert über die Möglichkeit, dass der große rote Stern in einer spektakulären Supernova boomt. Während eine Beteigeuze-Supernova mit bloßem Auge wochen-, wenn nicht sogar monatelang sichtbar ist, wird sie irgendwann verschwinden.

Wie lange dauert es, bis wir den Überrest visuell mit einem Teleskop der Amateurklasse aufnehmen können?

Denken Sie daran, dass SN1054 jetzt M1 ist, zuerst beobachtet

SN 1572 (Tychos Supernova) wurde erstmals in den 60er Jahren mit einem der Mt. Palomar-Teleskope beobachtet - klingt, als wäre es für Amateurteleskope unsichtbar.

SN 1604 (Keplers Supernova) - Status unklar.

Ist es möglich, den ursprünglichen Stern und den Überrest innerhalb eines Lebens zu sehen?

#2 Weltraumameise

Dieses ganze Gerede über das hundertjährige Minimum von Beteigeuze hat die Leute begeistert über die Möglichkeit, dass der große rote Stern in einer spektakulären Supernova boomt. Während eine Beteigeuze-Supernova mit bloßem Auge wochen-, wenn nicht sogar monatelang sichtbar ist, wird sie irgendwann verschwinden.

Wie lange dauert es, bis wir den Überrest visuell mit einem Teleskop der Amateurklasse aufnehmen können?

Denken Sie daran, dass SN1054 jetzt M1 ist, zuerst beobachtet

700-800 Jahre später.

SN 1572 (Tychos Supernova) wurde erstmals in den 60er Jahren mit einem der Mt. Palomar-Teleskope beobachtet - klingt, als wäre es für Amateurteleskope unsichtbar.

SN 1604 (Keplers Supernova) - Status unklar.

Ist es möglich, den ursprünglichen Stern und den Überrest innerhalb eines Lebens zu sehen?

Der Überrest von 1987a wurde bereits von Hubble und/oder einigen größeren Observatorien, iirc, aufgenommen. Ich bezweifle jedoch, dass die meisten Amateurgeräte in der Lage sind, es zu beobachten / abzubilden.

#3 Schlafmangel

Denken Sie daran, dass SN1054 jetzt M1 ist, zuerst beobachtet

700-800 Jahre später.

SN 1572 (Tychos Supernova) wurde erstmals in den 60er Jahren mit einem der Mt. Palomar-Teleskope beobachtet - klingt, als wäre es für Amateurteleskope unsichtbar.

SN 1604 (Keplers Supernova) - Status unklar.

Jede der oben genannten Supernovae ist im Vergleich zu Beteigeuze relativ weit entfernt. Obwohl es viel Unsicherheit gibt, betragen die ungefähren Entfernungen 6.000/8.000/20.000 Lichtjahre, aber Beteigeuze ist 700-ish LY entfernt.

Wenn es soweit ist, wird die Supernova von Beteigeuze spektakulär sein. Wenn es morgen passieren würde, würde ich erwarten, dass der expandierende Überrest ziemlich schnell sichtbar wäre, nachdem die Blendung der Supernova nachgelassen hat, selbst in Amateurfernrohren. 1987A ist in großen Zielfernrohren sichtbar, aber viele (viele!!) Mal weiter entfernt als Beteigeuze, ich vermute, dass immer 'etwas' sichtbar wäre - zuerst die Blendung des SN, dann der verdunkelnde weiße Zwerg, dann der sich ausdehnende Überrest als der weiße Zwerg verdunkelt sich.

Genau darüber gab es heute einen Artikel auf CNN, in dem es heißt, dass Stars wie Beteigeuze (sie sprachen speziell über Beteigeuze) leben können

9MEIN. Es hieß weiter, dass eine Supernova, obwohl der genaue Zeitpunkt unvorhersehbar ist, wahrscheinlich 100.000 Jahre entfernt ist. Ich habe keine Ahnung von diesen Zeitspannen - ich gebe nur weiter, was ich gelesen habe. Wie wird die Amateurastronomie in 100.000 Jahren aussehen? Amateurastronomie in 100.000 Jahren könnte genau das sein, was sie vor 100.000 Jahren war, so dass, wenn der 'Besucherstern' unter die Schwelle des unbeaufsichtigten menschlichen Sehens verdunkelt ist, er möglicherweise nie wieder gesehen wird.

Affen hingegen können mit ihren Amateurzielfernrohren den oben beschriebenen Fortschritt verfolgen!! Zumindest, wenn die gewaltigen Überreste der Freiheitsstatue ihnen nicht die Sicht versperren. LOL.

#4 B l a k S t a r

Ha. Dunkler Himmel in der verbotenen Zone.

#5 Allan Wade

1987 dachte ich über professionelle Astronomie nach und verbrachte jede Nacht draußen. Ich schwenkte um das LMC herum und sah einen sehr hellen Stern am Rand der Tarantel, der in der Nacht zuvor nicht da war. Ich rief sofort meinen Physiklehrer an und er sagte beiläufig, es sei wahrscheinlich eine Supernova. Was würde ich dafür geben, damals Internet gehabt zu haben.

Vor diesem Hintergrund war es im April dieses Jahres ein Nervenkitzel, als ich zum ersten Mal die Überreste von SN1987A in der 32” zu sehen bekam. Ich hatte noch nie darüber nachgedacht, aber ich denke, es wäre nicht allzu häufig, dass jemand sowohl die Supernova als auch ihren Überrest sieht. In meinem Fall lagen die Beobachtungen um etwas mehr als 32 Jahre auseinander.

#6 Araguaia

Hier ist eine Frage: Was passiert, wenn Sie einen nahegelegenen Stern mit anständiger Öffnung beobachten, wenn er explodiert? Gehst du blind?

#7 AstroVPK

Jede der oben genannten Supernovae ist im Vergleich zu Beteigeuze relativ weit entfernt. Obwohl es viel Unsicherheit gibt, betragen die ungefähren Entfernungen 6.000/8.000/20.000 Lichtjahre, aber Beteigeuze ist 700-ish LY entfernt.

Wenn es soweit ist, wird die Supernova von Beteigeuze spektakulär. Wenn es morgen passieren würde, würde ich erwarten, dass der expandierende Überrest ziemlich schnell sichtbar wäre, nachdem die Blendung der Supernova nachgelassen hat, selbst in Amateurfernrohren. 1987A ist in großen Zielfernrohren sichtbar, ist aber viele (viele!!) Mal weiter entfernt als Beteigeuze, ich vermute, dass immer 'etwas' sichtbar wäre - zuerst die Blendung des SN, dann der verdunkelnde weiße Zwerg, dann der sich ausdehnende Überrest als der weiße Zwerg verdunkelt sich.

Genau darüber gab es heute einen Artikel auf CNN, in dem es heißt, dass Stars wie Beteigeuze (sie sprachen speziell über Beteigeuze) leben können

9MEIN. Es hieß weiter, dass eine Supernova, obwohl der genaue Zeitpunkt unvorhersehbar ist, wahrscheinlich 100.000 Jahre entfernt ist. Ich habe keine Ahnung von diesen Zeitspannen - ich gebe nur weiter, was ich gelesen habe. Wie wird die Amateurastronomie in 100.000 Jahren aussehen? Amateurastronomie in 100.000 Jahren könnte genau das sein, was sie vor 100.000 Jahren war, so dass, wenn der 'Besucherstern' unter die Schwelle des unbeaufsichtigten menschlichen Sehens verdunkelt ist, er möglicherweise nie wieder gesehen wird.

Affen hingegen können mit ihren Amateurzielfernrohren den oben beschriebenen Fortschritt verfolgen!! Zumindest, wenn die gewaltigen Überreste der Freiheitsstatue ihnen nicht die Sicht versperren. LOL.

Die Entfernung macht jeden Überrest zehnmal größer in der Winkelgröße bei einer gegebenen wahren physikalischen Größe - das ist ein großartiger Punkt. Allan Wade commented in the post above that he's seen the SN1987A remnant in a 32" scope. It's been 32 years since 1987, so it sounds like if Betelgeuse does go supernova, it'll be possible to have seen it as a star, supernova, and remnant within a lifespan. That's pretty cool.


What happens if Betelgeuse explodes?

As a star nears the end of its life, it runs out of fuel and essentially collapses under its own gravity. The death of a giant star results in a massive explosion witnessed across galaxies, a supernova.

Astronomers have only been able to observe supernovae faint stars in distant galaxies. Because of the distance, these supernovae are only detected long after the star has exploded. But Betelgeuse is right here in our neck of cosmic woods — being this close to the star means that scientists could observe the entire process from start to finish in unprecedented detail.

“We’ll have a front-row seat observation to what happens when a star becomes a supernova,” Guinan says.

The problem is knowing when that might happen. Astronomers aren’t exactly sure what happens before a star goes supernova, so it’s hard to predict whether Betelgeuse will explode tomorrow -- or 100,000 years from now. When Betelgeuse explodes remain a cosmic mystery.

“No one has ever really seen a star before it became supernova, or measured it for weeks or months before it happened,” Guinan says. “There’s no precedence, there are no clues.”

Scientists still aren't sure whether this is part of the star’s irregular behavior or if Betelgeuse is about to give us the show of a lifetime.

“There’s a very, very, very low chance that it would blow up, but if it does -- then it would completely change my life,” Andy Howell, staff scientist at Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, tells Inverse. “It’s like a lottery ticket . very low probability but life-changing.”

If Betelgeuse were to explode, the star will appear super bright once more— in fact, it's going to appear brighter than it's ever been.

The exploding star would reach peak brightness after a week or so, becoming as bright as the full Moon in the night sky and casting a shadow on Earth.

The detonation would also be visible during the daytime, similar to how Venus looks in twilight. Its light would last for a few months, before it plateauing and eventually completely fading from our vision over the course of a year or two.

Aside from the awe-inspiring sight of a star visible during the day, it would be an incredible learning opportunity for scientists around the world. An astronomical event of this size would make everyone hyper-aware of astronomy and the intricate science behind our stars, Howell says.

Observing a supernova in real time would also provide insight into some of the still-unexplored physics behind the stellar explosions, he says.

“People have been trying to simulate supernova for decades,” Howell says. “But in the simulators, they haven’t been blowing up.”

Because our knowledge of these events is incomplete, astronomers think they are likely still missing a piece of the puzzle behind what causes a star to explode.


Betelgeuse went dark, but didn’t go supernova. What happened?

What look like dramatic flames are actually clouds of dust surrounding the red supergiant star Betelgeuse, as photographed in infrared light by the Very Large Telescope in Chile. The black disk blocks the star’s bright light to allow the dust plumes to show. Betelgeuse itself, photographed by the SPHERE instrument in Chile, is superimposed in the center of the black disk.

ESO, Pierre Kervella, M. Montargès et al

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November 29, 2020 at 6:00 am

Astrophysicist Miguel Montargès has a clear memory of the moment the stars became real places to him. He was 7 or 8 years old, looking up from the garden of his parents’ apartment in the south of France. A huge, red star winked in the night. The young space fan connected the star to a map he had studied in an astronomy magazine and realized he knew its name: Betelgeuse.

Something shifted for him. That star was no longer an anonymous speck floating in a vast uncharted sea. It was a destination, with a name.

“I thought, wow, for the first time … I can name a star,” he says. The realization was life-changing.

Since then, Montargès, now at the Paris Observatory, has written his Ph.D. thesis and about a dozen papers about Betelgeuse. He considers the star an old friend, observing it many times a year, for work and for fun. He says good-bye every May when the star slips behind the sun from the perspective of Earth, and says hello again in August when the star comes back.

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So in late 2019, when the bright star suddenly dimmed for no apparent reason, Montargès was a little alarmed. Some people speculated that Betelgeuse was about to explode in a brilliant supernova that would outshine the full moon. Astronomers know the star is old and its days are numbered, but Montargès wasn’t ready to see it go.

“It’s my favorite star,” he says. “I don’t want it to die.”

Other researchers, though, were eager to watch Betelgeuse explode in real time. Supernovas mark the violent deaths of stars that are at least eight times as massive as the sun (SN: 11/7/20, p. 20). But astronomers still don’t know what would signal that one is about to blow. The outbursts sprinkle interstellar space with elements that ultimately form the bulk of planets and people — carbon, oxygen, iron (SN: 2/18/17, p. 24). So the question of how supernovas occur is a question of our own origins.

A bit dim

The SPHERE instrument in Chile took images of Betelgeuse in January (top) and December (bottom) 2019. The December image shows a dark splotch, a dimming, over Betelgeuse’s southern hemisphere.

January 2019

ESO, M. Montargès et al
December 2019

ESO, M. Montargès et al

But the explosions are rare — astronomers estimate that one occurs in our galaxy just a few times a century. The last one spotted nearby, SN 1987A, was more than 33 years ago in a neighboring galaxy (SN: 2/18/17, p. 20). Betelgeuse is just one of the many aging, massive stars — called red supergiants — that could go supernova at any moment. But as one of the closest and brightest, Betelgeuse is the one that space enthusiasts know best.

So when the star started acting strangely at the end of last year, Montargès and a small band of Betelgeuse diehards aimed every telescope they could at the dimming giant. Over the following months, the star returned to its usual brightness, and the excitement over an imminent supernova faded. But the flurry of data collected in the rush to figure out what was happening might help answer a different long-standing question: How do massive, old stars send their planet-building star stuff into the cosmos even before they explode?

Orion’s shoulder

If you’ve looked up at the stars during winter in the Northern Hemisphere, you’ve probably seen Betelgeuse, whether you realized it or not. The star is the second brightest in the constellation Orion, marking the hunter’s left shoulder from our perspective.

And it’s huge. Estimates for Betelgeuse’s vital statistics vary, but if it sat at the center of our solar system, the star would fill much of the space between the sun and Jupiter. At about 15 to 20 times as massive as the sun, somewhere between 750 and 1,000 times its diameter and just about 550 light-years from Earth, Betelgeuse is typically between the sixth- and seventh-brightest star in the sky.

Betelgeuse’s brightness varies, even under normal circumstances. Its outer layers are a bubbling cauldron of hot gas and plasma. As hot material rises to the surface, the star brightens as material falls toward the core, the star dims. That convection cycle puts Betelgeuse on a semiregular dimmer switch that fluctuates roughly every 400 days or so. The star’s brightness also varies about every six years, though astronomers don’t know why.

Big deal

Betelgeuse is the left shoulder of the Orion constellation (left). The star’s first portrait, made with the Hubble Space Telescope in 1996, took some doing. Hubble’s operators worried that the bright star would fry the telescope’s detectors. So astrophysicist Andrea Dupree had to use every filter Hubble had — “like wearing four sets of sunglasses,” she says. “There was nothing. Black. No light got through.” Only by taking off the sunglasses could she finally see the massive star, with a diameter that rivals the width of Jupiter’s orbit.

What they do know is that Betelgeuse is running out of time. It’s less than 10 million years old, a youngster compared with the roughly 4.6-billion–year-old sun. But because Betelgeuse is so massive and burns through its fuel so quickly, it’s already in the final life stage of a red supergiant. Someday in the not too distant future, the star won’t be able to support its own weight — it will collapse in on itself and rebound in a supernova.

“We know one day it’s going to die and explode,” says Emily Levesque, an astrophysicist at the University of Washington in Seattle. But no one knows when. “In astronomical terms, ‘one day’ means sometime in the next 200,000 years.”

In October 2019, Betelgeuse started dimming, which wasn’t too strange in and of itself. The change fit within the normal 400ish-day cycle, says astronomer Edward Guinan of Villanova University in Pennsylvania, who has been tracking Betelgeuse’s cycles of brightness since the 1980s.

But by Christmas, Betelgeuse was the dimmest it had been in the 100-plus years that astronomers have measured it. And the dimming continued all the way through February.

Guinan was one of the first to sound the alarm. On December 7, and again on December 23, he and colleagues posted a bulletin on The Astronomer’s Telegram website announcing the star’s “fainting” and encouraging fellow astronomers to take a look.

There was no reason to think that the dimming was a harbinger of a supernova. “I never said it was going to be one,” Guinan says. But because these explosions are so rare, astronomers don’t know what the signals of an imminent supernova are. Dimming could be one of them.

That report of odd behavior was all astronomers and amateur space enthusiasts needed to hear. Online, the story caught fire.

“On Twitter, it was hysterical,” says Andrea Dupree, an astrophysicist at the Harvard & Smithsonian’s Center for Astrophysics in Cambridge, Mass. She recalls seeing one tweet suggesting that the explosion was going to happen that night, with the hashtag #HIDE. “Where am I going to hide? Under my desk?” (When Betelgeuse finally explodes, it probably won’t hurt life on Earth — it’s a safe distance away.)

Living large

After millions of years, stars that are between eight and 30 times the sun’s mass evolve into yellow supergiants, spend a few thousand years as such, then become red supergiants like Betelgeuse. Ultimately these stars explode violently as supernovas. The images above are not to scale.

C. ChangSources: Kathryn Neugent/Univ. of Washington S. Ekstrӧm et al/Astronomy & Astrophysics 2012

C. ChangSources: Kathryn Neugent/Univ. of Washington S. Ekstrӧm et al/Astronomy & Astrophysics 2012

Most astronomers didn’t really believe that Betelgeuse’s end was nigh, even as they rushed to schedule telescope time. But some got caught up in the excitement.

“I don’t expect it to blow,” Guinan recalls thinking. “But I don’t want to blink.” He signed up for phone alerts from telescopes that detect invisible particles called neutrinos and ripples in spacetime called gravitational waves. A detection of either one might be an early sign of a supernova. He found himself outside at 1 a.m. in January after a report of gravitational waves from the direction of Orion. “It was cloudy, but I thought I might see a brightening,” he says. “I’ve gotten crazy about it.”

Others were believers too, until their data cast doubt on the notion.

“I thought it might,” says astrophysicist Thavisha Dharmawardena of the Max Planck Institute for Astronomy in Heidelberg, Germany. “We knew there were other explanations, and we might have to look into it. But we know Betelgeuse is an old star, close to the end of its life. It was exciting.”

Two camps

Once the star started returning to its usual brightness in mid-February, talk of an imminent supernova faded. A paper published in the Oct. 10 Astrophysical Journal boosted confidence in Betelgeuse’s longevity, suggesting that the star is just at the beginning of its old age and has at least 100,000 years to go before it explodes. But what was it up to, if it was not on the verge of exploding?

As results from telescopes all over the world and in space flooded in, most astronomers have fallen into two camps. One says Betelgeuse’s dimming was caused by a cloud of dust coughed out by the star itself, blocking its glow. The other camp isn’t sure what the explanation is, but says “no” to the dust speculation.

One explanation for why Betelgeuse went dark in 2019 is that the star sneezed out a burst of gas and dust (illustrated, left), which condensed into a dark cloud. That cloud blocked the star’s face from the perspective of Earth (right). NASA, ESA, E. Wheatley/STScI

If the dust theory proves true, it could have profound implications for the origins of complex chemistry, planets and even life in the universe. Red supergiants are surrounded by diffuse clouds of gas and dust that are full of elements that are forged only in stars — and those clouds form before the star explodes. Even before they die, supergiants seem to bequeath material to the next generation of stars.

“The carbon, oxygen in our body, it’s coming from there — from the supernova and from the clouds around dying stars,” Montargès says. But it’s not clear how those elements escape the stars in the first place. “We have no idea,” he says.

Montargès hoped studying Betelgeuse’s dimming would let scientists see that process in action.

In December 2019, he and colleagues took an image of Betelgeuse in visible light with the SPHERE instrument on the Very Large Telescope in Chile. That image showed that, yes, Betelgeuse was much dimmer than it had been 11 months earlier — but only the star’s bottom half. Perhaps an asymmetrical dust cloud was to blame.

Observations from February 15, 2020, seem to support that idea (SN: 4/11/20, p. 6). Levesque and Philip Massey of the Lowell Observatory in Flagstaff, Ariz., compared the February observations with similar ones from 2004. The star’s temperature hadn’t dropped as much as would be expected if the dimming was from something intrinsic to the star, like its convection cycles, the pair reported in the March 10 Astrophysical Journal Letters.

That left dust as a reasonable explanation. “We know Betelgeuse sheds mass and produces dust around itself,” Levesque says. “Dust could have come toward us, cooled and temporarily blocked the light.”

Dark cloud

A strong vote for dust came from Dupree, who was watching Betelgeuse with the Hubble Space Telescope. Like Guinan, she has a decades-long relationship with Betelgeuse. In 1996, she and colleague Ronald Gilliland looked at Betelgeuse with Hubble to make the first real image of any star other than the sun. Most stars are too far and too faint to show up as anything but a point. Betelgeuse is one of the few stars whose surface can be seen as a two-dimensional disk — a real place.

By the end of 2019, Dupree was observing Betelgeuse with Hubble several times a year. She had assembled an international team of researchers she calls the MOB, for Months of Betelgeuse, to observe the star frequently in a variety of wavelengths of light.

In late 2019, Betelgeuse started dimming (V curve, right) more than its normal up and down (V curve, left). The blue and green dots are brightness measurements from ground-based observatories.

Betelgeuse brightness measurements, 2019-2020

A.K. Dupree et al/Astrophysical Journal 2020

A.K. Dupree et al/Astrophysical Journal 2020

The goal was the same as Montargès’: to answer fundamental questions about how Betelgeuse, and perhaps other red supergiants, lose material. The MOB had baseline observations from before the dimming and already had Hubble time scheduled to track the star’s brightness cycles.

Those observations showed that in January and March 2019, Betelgeuse looked “perfectly normal,” Dupree says. But from September through November, just before the dimming event, the star gave out more ultraviolet light — up to four or five times its usual UV brightness — over its southern hemisphere.

The temperature and electron density in that region went up, too. And material seemed to be moving outward, away from the star and toward Earth.

Dupree and colleagues’ theory of what happened, reported in the Aug. 10 Astrophysical Journal, is that one of the giant bubbles of hot plasma always churning in the star’s outer layers rose to the edge of the star’s atmosphere and escaped, sending huge amounts of material flowing into interstellar space. That could be one way that red supergiants shed material before exploding.

Once it had fled the star, that hot stuff cooled, condensed into dust and floated in front of Betelgeuse for several months. As the dust cleared, Betelgeuse appeared brighter again.

“It seems to us that what we saw with the ultraviolet is kind of the smoking gun,” Dupree says. “This material moved on out, condensed and formed this dark, dark dust cloud.”

Paul Hertz, director of NASA’s astrophysics division, shared the Hubble results in a NASA online town hall meeting on September 10 as if it were the final answer. “Mystery solved,” he said. “Not gonna supernova anytime soon.”

Cycles and spots

Maybe not — but that doesn’t mean dust explains the dimming.

In the July 1 Astrophysical Journal Letters, Dharmawardena and colleagues published observations of Betelgeuse that ran counter to the dust explanation. Her team used the James Clerk Maxwell Telescope in Hawaii in January, February and March to look at Betelgeuse in submillimeter wavelengths of light. “If we think it’s a dust cloud, the submillimeter is the perfect wavelength to look at,” she says.

Dust should have made Betelgeuse look brighter in those wavelengths, as floating grains absorbed and reemitted starlight. But it didn’t. If anything, the star dimmed slightly. “Our first thought was that we’d done something wrong — everyone in the community expected it to be dust,” she says. But “the fact that it didn’t increase or stay constant in the submillimeter was pretty much a dead giveaway that it’s not dust.”

Infrared observations with the airborne SOFIA telescope should have found the glowing signature of dust too, if it existed. “It never showed up,” Guinan says. “I don’t think it’s dust.”

Instead, Guinan thinks the dimming may have been part of Betelgeuse’s natural convection cycle. The star’s outer atmosphere constantly pulsates and “breathes” in and out as enormous bubbles of hot plasma rise to the surface and sink down again. “It’s driven by the internal core of the star,” he says. “You have hot blobs rising up, they cool, they get more dense, they fall back.”

Multiple cycles syncing up could explain why the 2019 dimming was so extreme. Guinan and colleagues analyzed about 180 years of observations of Betelgeuse, dating back to astronomer John Herschel’s 1839 discovery that the star’s brightness varies. Guinan’s group found that, in addition to the roughly six-year and 400-day cycles, Betelgeuse might have a third, smaller cycle of about 187 days. It looks like all three cycles might have hit their brightness nadirs at the same time in late 2019, Guinan says.

Or maybe the darkness in the southern hemisphere that Montargès’ team saw with SPHERE was an enormous star spot, Dharmawardena offers. In the sun’s case, those dark splotches, called sunspots, mark the sites of magnetic activity on the surface. Betelgeuse is one of a handful of stars on which star spots have been directly seen.

But to cause Betelgeuse’s dimming, a star spot would have to be enormous. Typical star spots cover about 20 to 30 percent of a star’s surface, Dharmawardena says. This one would need to cover at least half, maybe up to 70 percent.

“That’s rare,” Dharmawardena admits. “But so is this kind of dimming.”

Pandemic disruptions

Analyses are still coming in. But just as Betelgeuse was returning to its normal brightness, the COVID-19 pandemic hit.

“We were hoping to have a lot more data,” Dharmawardena says.

A few observations came in right under the wire. The SOFIA observations were made on one of the last flights before the pandemic grounded the plane that carries the telescope. And Montargès took another look with SPHERE just days before its observatory shut down in mid-March.

In mid-July 2020, astronomers announced that STEREO, a sun-watching spacecraft, had seen signs that the star Betelgeuse was beginning to dim yet again. HI/Stereo/NASA

In mid-July 2020, astronomers announced that STEREO, a sun-watching spacecraft, had seen signs that the star Betelgeuse was beginning to dim yet again. HI/Stereo/NASA

But one of Montargès’ most hoped-for results may never come. Eager to solve the dust versus not-dust mystery, his plan was to combine two kinds of observations: making a 2-D picture of the whole star’s disk, like Dupree did with Hubble in the ’90s, but in longer wavelengths such as infrared or submillimeter, like Dharmawardena’s images from early 2020. That way, you could differentiate the dust from the star, he reasoned.

Only one observatory can do both at once: the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, or ALMA, in Chile. Montargès had planned to ask to observe Betelgeuse with ALMA in June and July, when the winter skies in the Southern Hemisphere are most free of turbulence. But ALMA closed in March and was still closed in September.

“When I realized ALMA will not get the time in June, I thought … we are never going to solve it,” he says. “We may never be completely certain, because of COVID.”

Any other star

Montargès and his colleagues have submitted their analysis of the SPHERE pictures from March for publication. Though he’s not yet willing to share the results, he thinks they could pull the two camps together.

Ultimately, if Betelgeuse did cough out a cloud of dust last year, it could teach us about the origins of life in the universe, Montargès says. If the dust camp is even partially right, Betelgeuse’s dimming may have been the first time humans have watched the seeds of life being launched into the cosmos.

In the meantime, he’s relieved to see his favorite star shining bright again. “I must admit that since [last] December, since this whole stuff started, every time I see it, I am like, phew, it’s still there,” he says.

People keep asking him if he would like ​Betelgeuse to go supernova so he can study it. “I would like another star to go supernova,” he says. “Antares, I don’t care about it it can explode anytime. But not Betelgeuse.”

Questions or comments on this article? E-mail us at [email protected]

A version of this article appears in the December 5, 2020 issue of Science News.


Astroquizzical: What happens when Betelgeuse explodes?

It’s one of the nearest red supergiants to us, and a supernova is only a matter of time. What are we in for when it happens?

Question: If Betelgeuse explodes right now, could we see it with naked eye? It is over 400 light years away, so you might think that people would see it long after it actually happens?

Betelgeuse is already one of the brightest stars in the night sky, sitting somewhere around the 8th or 9th brightest star in the night sky. (These lists don’t include the Sun, which is somewhat obviously always the brightest object in the sky.) It sits in the constellation Orion, along with a number of other bright stars, and makes up the left hand shoulder of the warrior. It looks visibly orange in the night sky, and is classified as a red supergiant star, in the later stages of its life. It’s also one of the few stars that’s close enough for us to resolve in more detail than a point source, and the pictures are pretty fun.

If Betelgeuse were to go supernova right now — as in, if you could break physics and travel to the star instantaneously to check on it — you’re absolutely correct to think that it would take us quite a while to notice. Betelgeuse is about 600 light years away from our solar system, so the light traveling from Betelgeuse has about 600 years of travel before it will reach us. If the star had physically exploded in 2015, we wouldn’t spot the light from that explosion until 2615. We’re constantly observing this star (and pretty much everything in the Universe) as it was, a significant period of time ago. This is also why astronomers say that in studying the night sky, we study the past. The more distant the object, the further in the past we observe. 600 light years, in the grand scheme of things, is pretty close we’re still dealing with our local neighborhood inside our own galaxy.

Supernovae are incredibly bright phenomena. At the brightest point of the explosion, a supernova can outshine the whole galaxy it lives in. A single star has managed to, for a short time, be a brighter source of light than the several billion other stars in its galaxy combined. This is tremendously bright. Supernovae do have a “rising time” of about a week, when the star is increasing in brightness — it stays at its peak brightness for a few days, and then slowly declines into obscurity over a period of a couple of weeks.

But how bright would Betelgeuse specifically be? We can do some math to work this out, making the assumption that Betelgeuse explodes as a Type II supernova. The exact style of supernova is still up for a bit of debate, depending on the exact rotation speed and mass loss of the star over the next hundred thousand years. Regardless of the exact method of its explosion, all the supernovae options for this star have a peak brightness of approximately the same value, so for a quick calculation that’s good enough to determine what we’d see with the naked eye.

There are two ways of measuring brightness in the astronomy world the first is absolute magnitude, which is the brightness of the star, as it would be measured from a fixed distance. (It’s arbitrary, but the fixed distance chosen is 10 parsecs, or about 33 light years.) This is trying to get to a measure of intrinsic brightness — as though we could line up everything in the sky at equal distance from us, and compare them to each other that way. We can’t actually measure the brightness of a star this way, but we can apply some corrections based on the distance to the star to get to it. The absolute magnitude of a Type II supernova is around -17. Because astronomers have the worst conventions in the world (for largely “historical reasons”), negative numbers mean brighter objects. The sun has an absolute magnitude of 4.83, which, once we translate out of “magnitudes”, means that the sun is 500 million times fainter than the supernova, when measured at the same distance. This huge difference in relative brightness is why a supernova can outshine an entire galaxy.

The other method of measuring brightness is a bit more straightforward. It’s the apparent brightness — i.e., how bright does it appear to us as viewed from the Earth. In this frame of reference, more distant objects will always appear fainter, regardless of how intrinsically bright they are. Because Betelgeuse is still fairly distant from us, the apparent brightness would be significantly less than the absolute magnitude. Based on the distance to Betelgeuse, we can work out that the apparent magnitude of the peak of the explosion would be -10. The sun, in apparent magnitude, is the brightest thing in our sky, and is checking in at an apparent magnitude of -26.74. Once again translated out of magnitudes, this means that the Sun as seen from the Earth is a whopping

5 million times brighter than Betelgeuse’s explosion, so our supernova certainly won’t be anywhere near as bright as our sun in the daytime. That’s not to say you wouldn’t be able to see it — it would definitely be bright enough to see during the daytime, as long as you were looking in the right direction. (After all, you can still see Venus in the daytime, if you know where to look!)

Nighttime will be a different story. The brightness of Betelgeuse’s supernova is about the same as the quarter moon. It would also be about 16 times brighter than the brightest supernova known to have been seen from earth, which occurred in 1006, and was recorded by a number of early civilizations. (An image of what remains of that supernova is shown below.)

It was said that the supernova in 1006 was bright enough to cast a shadow at night. Betelgeuse, being significantly brighter, would likely also cast shadows — which, if you think about the brightness of a quarter moon, would make sense!

All that said, Betelgeuse isn’t expected to explode for another 100,000 years or so. We do expect a few supernova in our galaxy every few hundred years, so there are a number of stars that are nearing the ends of their lifetimes within our galaxy. It’s hard to predict exactly when a star will transition from “close to the end of its life” to “exploding in the next week”, so while we expect that none of these will be exploding in the next little while, it’s difficult to predict which one of the stars will be the first to go. In the mean time, we can take wonderful pictures of the more nearby stars, like the one below taken by Hubble, and watch them cast off their outer layers at an incredible rate.

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'Betelgeuse just does this from time to time. It’s hard being a constant brightness when you’re big enough to engulf the inner solar system.'

If it were at the centre of the Solar System in place of the Sun its surface would engulf the inner planets from Mercury to Mars and possibly even Jupiter

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'Imagine looking at Venus in the sky but it was over 1,500 times brighter. That's how bright Betelgeuse would appear.'

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ABOUT BETELGEUSE

Betelgeuse is a Red Super Giant star and is one of the largest in the Milky Way Galaxy.

  • It has a diameter of about 700 million miles
  • It's brightness is 7,500 times greater than the Sun
  • It can be seen from Earth on the shoulder of the Orion constellation
  • It can be easily found in the night sky through most of the year
  • It is is estimated to have a maximum mass of around 20 to 30 times that of the sun
  • It's surface temperature is thought to be about 6,000 F
  • It is about 100,000 times more bright than the Sun
  • It's about 640 light years from the Earth
  • When it explodes it will appear as bright as the moon in the night sky for several weeks

It takes about 642 years for the star's light to get to Earth so any sign that it might be going supernova that we are seeing now, actually happened in 1377.

'If Betelgeuse goes supernova, the blast will take 20,000-100,000 years to reach us, and the Sun's magnetic bubble will shield us', says science writer Corey S Powell.

'It would be as bright as the full moon, concentrated into a point. Easily visible during the day, and possibly painful to look at directly at night!'

Mr Eagle said that when it does pop it will be 'as bright as the full moon' but the light would be contained with a tiny point of light - making Orion strange to look at.

'After many weeks outshining all the other stars in the sky, the supernova’s light will start to fade.

'From then on our view of Orion will change forever, The Mighty Hunter effectively losing his right shoulder.'

What is not known is whether Betelgeuse will turn into a neutron star or a black hole after its end of life explosion.

To become a black hole it has to leave behind material equalling more than three times the mass of the Sun. Under that and it becomes a neutron star.

SUPERNOVAE OCCUR WHEN A GIANT STAR EXPLODES

A supernova occurs when a star explodes, shooting debris and particles into space.

A supernova burns for only a short period of time, but it can tell scientists a lot about how the universe began.

One kind of supernova has shown scientists that we live in an expanding universe, one that is growing at an ever increasing rate.

Scientists have also determined that supernovas play a key role in distributing elements throughout the universe.

In 1987, astronomers spotted a ‘titanic supernova’ in a nearby galaxy blazing with the power of over 100 million suns (pictured)

There are two known types of supernova.

The first type occurs in binary star systems when one of the two stars, a carbon-oxygen white dwarf, steals matter from its companion star.

Eventually, the white dwarf accumulates too much matter, causing the star to explode, resulting in a supernova.

The second type of supernova occurs at the end of a single star's lifetime.

As the star runs out of nuclear fuel, some of its mass flows into its core.

Eventually, the core is so heavy it can't stand its own gravitational force and the core collapses, resulting in another giant explosion.

Many elements found on Earth are made in the core of stars and these elements travel on to form new stars, planets and everything else in the universe.