Wszystko rozegrało się w dosłownie idealnym momencie. Ok. 6 grudnia 2024 roku “Betelbuddy” – niewielki, słabo świecący obiekt – znalazł się w maksymalnym oddaleniu od czerwonego olbrzyma, zanim ponownie zniknął za jego tarczą na kolejne dwa lata. Zespół z Carnegie Mellon University wykorzystał tę krótką szansę, by uzyskać tzw. DDT (Director’s Discretionary Time) – wyjątkowe, priorytetowe okno obserwacyjne, zarezerwowane dla najbardziej przełomowych badań. Udało się je zdobyć jednocześnie dla dwóch najważniejszych teleskopów kosmicznych Chandra oraz Hubble.
Czytaj też: Gwiazda DFK 52 przygotowuje się do kosmicznego finału. To może być następna supernowa w naszej galaktyce
Dr Anna O’Grady, stypendystka McWilliams Center for Cosmology and Astrophysics w CMU, mówi:
Nigdy wcześniej nie mieliśmy tak dobrego momentu, by przyjrzeć się Betelgezie, kiedy jej towarzysz nie był ukryty za nią samą.
Betelgeza i jej towarzysz to duet nieidealny
Pomysł, by sięgnąć po DDT teleskopów zrodził się – jak wspominają naukowcy – podczas nieformalnego spotkania Journal Club w McWilliams Center. Początkowo wydawał się pomysłem z pogranicza fantazji.
Czytaj też: 6000 lat świetlnych od Ziemi kryje się niezwykły kształt. Ronald Brecher pokazał go światu ze swojego ogrodu
Prof. Katelyn Breivik, fizyczka z Carnegie Mellon i współautorka badań, wyjaśnia:
To wyglądało jak szalony plan. Ale im dłużej o tym dyskutowaliśmy, tym bardziej dostrzegaliśmy, że mamy unikalną kombinację wiedzy i doświadczenia, by spróbować.
Ryzyko się opłaciło. Zespół nie tylko uzyskał dostęp do dwóch najcenniejszych obserwatoriów kosmicznych, lecz także zdążył przed momentem, gdy Betelbuddy na kolejne lata “zniknie” z pola widzenia. To, co początkowo było luźną rozmową przy kawie, przekształciło się w jedno z najciekawszych odkryć astrofizycznych 2025 roku.
Dane z teleskopu Chandra miały rozstrzygnąć najważniejsze pytanie: czym właściwie jest tajemniczy towarzysz? Astronomowie rozważali dwa skrajne scenariusze – że może to być zwarty, niezwykle gęsty obiekt, jak biały karzeł lub gwiazda neutronowa. Oba przypadki oznaczałyby, że Betelgeza w przeszłości przeszła gwałtowną ewolucję związaną z eksplozją supernowej.
Jednak analiza promieniowania rentgenowskiego wykazała brak sygnału akrecji – czyli procesu, w którym taki zwarty obiekt pochłania materię z otoczenia, wytwarzając silne promieniowanie. To znaczy, że nie była to martwa gwiazda. Wyniki, opublikowane w The Astrophysical Journal, jednoznacznie wskazują, że Betelbuddy jest młodą gwiazdą o masie zbliżonej do Słońca. Analiza danych z Hubble’a, przeprowadzona przez zespół z Flatiron Institute, pozwoliła dodatkowo doprecyzować jej rozmiary i potwierdziła wcześniejsze przypuszczenia zespołu CMU.
Betelgeza należy do najbardziej znanych czerwonych nadolbrzymów – ma promień około 700 razy większy od Słońca i jest tysiące razy jaśniejsza. W takim sąsiedztwie trudno dostrzec jakiegokolwiek towarzysza. To właśnie dlatego obecne potwierdzenie istnienia Betelbuddy jest tak przełomowe. Układ ten charakteryzuje się niezwykle dużą dysproporcją mas – Betelgeza jest aż 16-17 razy masywniejsza od Słońca, podczas gdy jej towarzysz waży zaledwie tyle, co nasze Słońce lub mniej. To przykład tzw. układu binarnego o ekstremalnym stosunku mas, zjawiska niemal nieuchwytnego w obserwacjach astronomicznych. Takie pary mogą odgrywać kluczową rolę w procesach wymiany materii, ewolucji pyłu międzygwiazdowego i narodzinach supernowych.
Odkrycie ma też znaczenie dla zrozumienia najbardziej zagadkowej cechy Betelgezy – jej sześcioletniego cyklu rozjaśnień i przygasania, który intryguje naukowców i obserwatorów nieba. W 2024 roku współautor obecnych badań, dr Jared Goldberg, wysunął hipotezę, że towarzysz Betelgezy mógłby “czyścić” pył otaczający gwiazdę podczas swojej orbity, tymczasowo zwiększając jej jasność widoczną z Ziemi.
Do tej pory była to jedynie teoria – brakowało dowodów na istnienie samego towarzysza. Teraz, gdy Betelbuddy został wreszcie uchwycony, ten model nabiera mocy. Jeśli rzeczywiście mała gwiazda regularnie przecina pyłową otoczkę olbrzyma, może to tłumaczyć, dlaczego Betelgeza co kilka lat staje się widocznie jaśniejsza, a następnie znów przygasa.
Towarzysz Betelgezy ponownie ukrył się już za olbrzymem i pozostanie niewidoczny aż do końca 2027 roku. Kolejne obserwacje planowane są z użyciem teleskopów w podczerwieni oraz nowej generacji instrumentów rentgenowskich. Celem jest zrozumienie, jak dokładnie oba obiekty oddziałują ze sobą i w jaki sposób ich wspólna ewolucja może zakończyć się w przyszłości – być może spektakularną supernową.