Ο α του Ωρίωνα έχει πιθανότατα έναν αστρικό σύντροφο

Ένα από τα γνωστότερα και περισσότερο μελετημένα άστρα του νυχτερινού ουρανού φαίνεται πως έκρυβε για περισσότερο από έναν αιώνα έναν αστρικό σύντροφο σχεδόν σε κοινή θέα.

Χρησιμοποιώντας το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο —Very Large Telescope, VLT— του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου στη Χιλή, διεθνής ομάδα αστρονόμων απέκτησε την καθαρότερη μέχρι σήμερα εικόνα ενός αμυδρού άστρου που πιθανότατα κινείται σε τροχιά γύρω από τον Μπετελγκέζ, τον χαρακτηριστικό κοκκινωπό αστέρα στον «ώμο» του αστερισμού του Ωρίωνα. Ο πιθανός συνοδός ονομάζεται προς το παρόν Μπετελγκέζ Β, ενώ ο ίδιος ο ερυθρός υπεργίγαντας φέρει την αστρονομική ονομασία α του Ωρίωνα.

«Είναι το τέλος μιας αναζήτησης που διήρκεσε έναν αιώνα», αναφέρει ο επικεφαλής της μελέτης Μιγκέλ Μονταρζές, αστρονόμος στο Αστεροσκοπείο του Παρισιού. Η ερευνητική ομάδα υποστηρίζει ότι πλέον απομένουν ελάχιστα περιθώρια αμφιβολίας, αν και θα χρειαστεί μία ακόμη παρατήρηση, όταν το αντικείμενο θα βρίσκεται στην άλλη πλευρά του Μπετελγκέζ, ώστε να επιβεβαιωθεί ότι ακολουθεί πράγματι την προβλεπόμενη τροχιά.

Η σημασία της παρατήρησης δεν βρίσκεται απλώς στην ανίχνευση ακόμη ενός άστρου. Ο Μπετελγκέζ είναι ένα από τα καλύτερα φυσικά «εργαστήρια» για τη μελέτη των ερυθρών υπεργιγάντων: τεράστιων άστρων που έχουν πλησιάσει στο τέλος της ζωής τους και αναμένεται κάποτε να εκραγούν ως υπερκαινοφανείς αστέρες (σουπερνόβα).

Παρά τη συστηματική παρατήρησή του επί αιώνες, ο Μπετελγκέζ παρουσιάζει μεταβολές στη φωτεινότητα και στην κίνησή του που δεν είχαν εξηγηθεί πλήρως. Ιδιαίτερα μυστηριώδης ήταν μια περιοδική μεταβολή που επαναλαμβάνεται περίπου κάθε έξι χρόνια, πολύ πιο αργά από τις συνηθισμένες παλμικές μεταβολές του ίδιου του άστρου.

Το 2024, δύο ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες πρότειναν ότι αυτή η μακρά περιοδικότητα θα μπορούσε να προκαλείται από έναν αμυδρό συνοδό, ο οποίος περιφέρεται πολύ κοντά στον Μπετελγκέζ. Οι υπολογισμοί τους προέβλεπαν ότι τον Δεκέμβριο του 2024 τα δύο άστρα θα βρίσκονταν στη μεγαλύτερη φαινομενική απόσταση μεταξύ τους, άρα θα υπήρχε η καλύτερη δυνατή ευκαιρία για άμεση ανίχνευση του συντρόφου.

Οι αστρονόμοι παρατήρησαν τότε τον Μπετελγκέζ με το όργανο SPHERE του VLT και χρειάστηκαν μήνες επεξεργασίας για να απομονώσουν το εξαιρετικά ασθενές σήμα δίπλα στη λάμψη του υπεργίγαντα. Η δυσκολία μπορεί να συγκριθεί με την προσπάθεια να διακρίνει κανείς ένα μικρό φωτάκι δίπλα σε έναν εκτυφλωτικό προβολέα.

Σε αντίθεση με τις προηγούμενες ενδείξεις, που βασίζονταν κυρίως στις περιοδικές μεταβολές της ταχύτητας, της θέσης και της φωτεινότητας του Μπετελγκέζ, η νέα παρατήρηση αποτελεί άμεση απεικόνιση: οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι κατέγραψαν το ίδιο το φως του πιθανού συνοδού.

Μια προηγούμενη παρατήρηση με το τηλεσκόπιο Gemini North είχε επίσης εντοπίσει ένα αντικείμενο στην προβλεπόμενη θέση, αλλά η ανίχνευση ήταν οριακή, με στατιστική ισχύ μόλις 1,5 σίγμα. Η νέα εικόνα του VLT θεωρείται πολύ καθαρότερη και αποτελεί μέχρι σήμερα την ισχυρότερη οπτική ένδειξη ότι ο Μπετελγκέζ είναι μέλος ενός διπλού αστρικού συστήματος.

Ένας σύντροφος βαρύτερος από το αναμενόμενο

Η παρατήρηση περιείχε και μια έκπληξη. Τα προηγούμενα μοντέλα προέβλεπαν γενικά έναν συνοδό με μάζα περίπου ίση ή μικρότερη από τη μάζα του Ήλιου. Σύμφωνα με την ομάδα του Μονταρζές, όμως, η φωτεινότητα που καταγράφηκε υποδεικνύει ότι ο Μπετελγκέζ Β μπορεί να έχει μάζα δύο έως τρεις φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου.

Εφόσον αυτή η εκτίμηση επιβεβαιωθεί, οι επιστήμονες θα χρειαστεί να επανεξετάσουν όχι μόνο τα μοντέλα της τροχιάς, αλλά και την ιστορία του συστήματος: πώς σχηματίστηκαν τα δύο άστρα, πώς αλληλεπιδρούν και πόσο μπορεί ο συνοδός να έχει επηρεάσει την περιστροφή, την απώλεια ύλης και τη μετέπειτα εξέλιξη του Μπετελγκέζ.

Η πιθανή ύπαρξη συνοδού έχει ιδιαίτερη σημασία επειδή τα άστρα ενός κοντινού διπλού συστήματος δεν εξελίσσονται πάντοτε ανεξάρτητα. Μπορούν να ανταλλάσσουν ύλη και στροφορμή ή να διαταράσσουν τις εξωτερικές ατμόσφαιρες το ένα του άλλου. Έτσι, ένα άστρο που χρησιμοποιούνταν ως πρότυπο ενός μεμονωμένου ερυθρού υπεργίγαντα ίσως πρέπει πλέον να εξετάζεται ως μέρος ενός δυναμικού, αλληλεπιδρώντος συστήματος.

Αυτό μπορεί να επηρεάσει και τις προβλέψεις για την τελική του έκρηξη. Δεν σημαίνει ότι ο Μπετελγκέζ πρόκειται να εκραγεί άμεσα ούτε ότι ο συνοδός «προκαλεί» μια επικείμενη σουπερνόβα. Ανοίγει, όμως, ένα νέο ερευνητικό ερώτημα: εάν και σε ποιον βαθμό η βαρυτική και φυσική αλληλεπίδραση των δύο άστρων θα μεταβάλει την πορεία του υπεργίγαντα προς το τέλος της ζωής του.

Η θεαματική εξασθένηση του Μπετελγκέζ το 2019 και το 2020 είχε οδηγήσει τότε σε εικασίες περί επικείμενης έκρηξης. Μεταγενέστερες παρατηρήσεις έδειξαν ότι το φαινόμενο προκλήθηκε κυρίως από ένα νέφος σκόνης που απέκρυψε μέρος της επιφάνειας του άστρου και όχι από την έναρξη μιας σουπερνόβα.

Η νέα παρατήρηση είναι πράγματι σημαντική: ενισχύει θεαματικά μια υπόθεση ηλικίας περίπου εκατό ετών, προσφέρει πιθανή εξήγηση για την εξαετή μεταβολή της φωτεινότητας του Μπετελγκέζ και δημιουργεί νέα ερωτήματα για την εξέλιξη των ερυθρών υπεργιγάντων σε διπλά συστήματα.

Παράλληλα, επιδεικνύει τη δύναμη τεχνικών που αναπτύχθηκαν αρχικά για την αναζήτηση εξωπλανητών. Το SPHERE σχεδιάστηκε για να απομονώνει εξαιρετικά αμυδρά αντικείμενα δίπλα σε πολύ φωτεινά άστρα· στην προκειμένη περίπτωση, οι ίδιες τεχνικές χρησιμοποιήθηκαν για να αναζητηθεί όχι ένας πλανήτης αλλά ένας αστρικός συνοδός δίπλα σε έναν γιγάντιο, εξελιγμένο αστέρα.

Χρειάζεται, ωστόσο, προσεκτική διατύπωση: οι ερευνητές μιλούν ακόμη για υποψήφιο συνοδό και για τις ισχυρότερες ενδείξεις μέχρι σήμερα, όχι για μια επιβεβαίωση πέρα από κάθε αμφιβολία. Η αποφασιστική δοκιμή θα είναι η επόμενη απεικόνιση. Εάν το αμυδρό αντικείμενο εμφανιστεί στην προβλεπόμενη θέση, στην άλλη πλευρά του Μπετελγκέζ, η κίνησή του θα αποτελέσει ισχυρή επιβεβαίωση ότι βρίσκεται πράγματι σε τροχιά γύρω του.