Den röda supergigantiska stjärnan Betelgeuse är utan tvekan enorm. Men det krymper, och astronomer är inte säkra på varför.
Forskare vid University of California i Berkeley har övervakat stjärnan genom att rikta den infraröda rumsliga interferometern, ovanpå Mt. Sedan 1993 har Betelgeuse-stjärnan (bilden i en NASA-bild till vänster) krympt i diameter med mer än 15 procent.
Betelgeuse är så stort att det i vårt solsystem når till Jupiters omloppsbana. Dess radie är ungefär fem astronomiska enheter, eller fem gånger radien för jordens omloppsbana. Dess uppmätta krympning innebär att stjärnans radie har krympt med ett avstånd som är lika med Venus bana.
"Att se denna förändring är mycket slående," sade Charles Townes, en UC Berkeley professor emeritus av fysik. "Vi kommer att titta noga på det under de närmaste åren för att se om det kommer att fortsätta kontraktera eller kommer att gå upp igen i storlek."
Townes och hans kollega Edward Wishnow, forskningsfysiker vid UC Berkeley, presenterade sina resultat på en presskonferens på tisdag under Pasadena-mötet i American Astronomical Society. Resultaten dök också upp 1 juni år The Astrophysical Journal Letters.
Trots Betelgeuses minskade storlek påpekade Wishnow att dess synliga ljusstyrka eller storlek, som övervakas regelbundet av medlemmar i American Association of Variable Star Observers, inte har visat någon signifikant dämpning under de senaste 15 åren.
ISI har fokuserat på Betelgeuse i mer än 15 år i ett försök att lära sig mer om dessa enorma massiva stjärnor och att urskilja funktioner på stjärnans yta, sa Wishnow. Han spekulerade i att gigantiska konvektionsceller på stjärnans yta kan påverka mätningarna. Precis som konvektionsgranulat på solen är cellerna så stora att de buklar ut från ytan. Townes och en tidigare doktorand observerade en ljus plats på ytan av Betelgeuse under de senaste åren, även om stjärnan för tillfället verkar sfäriskt symmetrisk.
"Men vi vet inte varför stjärnan krymper," sade Wishnow. "Med tanke på allt vi vet om galaxer och det avlägsna universum, finns det fortfarande massor av saker vi inte vet om stjärnor, inklusive vad som händer som röda jättar nära slutet av deras liv."
Betelgeuse var den första stjärnan som någonsin har uppmätt sin storlek, och till och med i dag är en av endast en handfull stjärnor som framträder genom Hubble Space Telescope som en skiva snarare än en ljuspunkt. 1921 använde Francis G. Pease och Albert Michelson optisk interferometri för att uppskatta dess diameter motsvarade Mars-bana. Förra året höjde nya mätningar av avståndet till Betelgeuse det från 430 ljusår till 640, vilket ökade stjärndiametern från cirka 3,7 till cirka 5,5 AU.
"Sedan mätningen 1921 har dess storlek uppmättts av många olika interferometersystem över en rad våglängder där den uppmätta diametern varierar med cirka 30 procent," sade Wishnow. "Vid en viss våglängd har stjärnan emellertid inte varierat i storlek mycket utöver mätosäkerheterna."
Mätningarna kan inte jämföras ändå, eftersom stjärnans storlek beror på våglängden för ljus som används för att mäta den, sa Townes. Detta beror på att den tröga gasen i de yttre områdena av stjärnan avger ljus och absorberar den, vilket gör det svårt att bestämma stjärnkanten.
Den infraröda rumsliga interferometern, som Townes och hans kollegor först byggde i början av 1990-talet, överträffar dessa förvirrande emission- och absorptionslinjer genom att observera i mitten av infraröd med en smal bandbredd som kan ställas in mellan spektrallinjer. Tekniken för stellar interferometri lyfts fram i juni 2009-utgåvan av Fysik idag tidskrift.
Townes, som fyller 94 år i juli, planerar att fortsätta övervaka Betelgeuse i hopp om att hitta ett mönster i förändrad diameter och att förbättra ISI: s kapacitet genom att lägga till en spektrometer till interferometern.
"När du tittar på saker med mer precision, kommer du att hitta några överraskningar," sade han, "och avslöjar mycket grundläggande och viktiga nya saker."
Källor: AAS och UC Berkeley. Papperet finns tillgängligt här.
