2019年に恒星ベテルギウスが不思議なことに減光した理由がついに判明

2019 年 9 月、オリオン座に位置し、全天で最も明るい恒星ベテルギウスが徐々に暗くなり始めました。それは何か月も続き、 2020 年 2 月にはすでに35%減少しました。最も難解で陰謀的な人は、これはこれから到来する暗い時代への警告であると考えるかもしれません。しかし、私たちは科学について話すためにここにいます。それに、それはまったく意味がありません。

それ以来、天文学者たちは、これまで検出されなかったこの減光の理由について理論化してきました。ハッブルやヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡 (ESO VLT)などの望遠鏡で撮影された画像の分析に基づいて、いくつかの仮説が立てられました。この度、両者のおかげで、科学者の国際チームが、最も可能性の高い選択肢であるスターダストを統合した研究結果をNature 誌に発表しました。

ペテルギウスの謎に迫る探偵たち

研究を実施するために、ミゲル・モンタルジェ率いる著者らは、 2019年12月にESO VLTが撮影したベテルギウスの写真を検索し、同年1月に撮影された写真と比較した。したがって、彼らは、特に南半球で、星の表面が著しく暗くなったことを観察しました。しかし、その理由は明らかではありませんでした。オリオン座のこの星が突然明るさを失うとは何が起こったのでしょうか?

研究の最初の部分はハッブル望遠鏡によって実行されました

答えを求めて、彼らは画像の撮影を続け、 2020年4月に通常の明るさに戻ったことがわかりました。恒星の変化が数週間のスケールでリアルタイムに観察されたのはこれが初めてだった。間違いなくエキサイティングです。しかし、その理由はまだ分からず、研究を続ける必要がありました。

これを行うために、彼らはハッブル画像を使用しました。ハッブル画像はすでに作業の一部を行っており、ベテルギウスがガス泡を放出する様子を捉えていました。

それに基づいて、計算モデリングと VLT 画像の拡張分析を通じて、次に何が起こったかを知ることができました。どうやら、この星の赤色巨星としての進化の特徴である温度の低下があり、その蒸気雲に含まれるシリコンなどの元素の一部が凝縮して固体になったようです。そのため、塵が発生して一時的に見えなくなりました。

プレスリリースでのモンタルジェの言葉によれば、彼らは「スターダストの形成の直接の目撃者」でした。

オリオン座ではこれから何が起こるのでしょうか？

ハーツシュプルング・ラッセル図は、星の明るさと温度を比較することで星を表したグラフです。

それを構成するすべてのバンドの中で、最も広いバンドが主系列として知られています。これは、そこに空の星の大部分が見つかるためです。最も冷たいのは赤色矮星で、最も熱いのは青色巨星です。いずれも炉心の水素消費段階にあることが特徴である。これは、水素原子核が融合してヘリウム原子核が生成されることを意味します。それは核熱融合と呼ばれる反応であり、その結果、星特有の明るさが現れるのです。

スターは人生のほとんどをメインシーケンスに費やします

彼らは人生のほとんどをこのように過ごしますが、水素が不足する時期が来ます。この時点で、それらはその質量に応じて異なる段階に進みます。ベテルギウスの場合は赤色巨星に変化しました。ここで、炉心内に蓄積されたヘリウムがその圧縮を引き起こします。次に、星の最外層が膨張するほどの量のエネルギーが生成されます。結果は非常に大きくなり、発生する熱が表面を加熱するのに十分ではないため、表面が特徴的な赤みを帯びた色に変わります。

しかし、スターは今何を食べているのでしょうか？水素はもう存在しないため、燃料はヘリウムになり、ヘリウムが融合して主に炭素が生成されますが、酸素も生成されます。次に、収縮を続ける原子核は水素原子を引き付け、今度は原子核の周囲に一種の殻を形成します。そこで再び核融合が始まり、ヘリウムが生成され、ヘリウムがコアに注入されて炭素と酸素を生成し続けます。

しかし、これは永遠ではありません。コアが要素の融合を続けるのに十分な熱や圧力を持たなくなる時が来ます。ここで超新星と呼ばれる新しい段階に入るでしょう。しかしその直前に、別のことが起こります。つまり、質量が周囲の空間に放出されるのです。モンタルジェ氏がScience Alertに説明したように、この質量減少がどのように引き起こされるのか正確にはわかっていないため、これは非常に謎です。

だからこそ、ベテルギウスで起こっていることは、質量の緩やかな減少の結果である可能性があると彼らは信じているので、非常に興味深いのです。しかし、超新星への変換が差し迫っているというほどではありません。

これはまさに、オリオン座のこの星の減光が始まって以来、推測されてきたことです。天文学者は17 世紀以来超新星爆発を観察していないため、それは既知のプロセスではありません。彼に何を期待できるかは不明だが、それを目撃するのは確かにエキサイティングだろう。しかし、この研究の結論は、まだ少し残っているということです。そしてその少しは、天文学的な数字に換算すると、数千年、あるいは数百万年にも及ぶ可能性があります。いずれにせよ、研究の著者らは、星のこれほど劇的な変化はこれほど近くで観察されたことはないと主張している。彼らにとってそれは特権でした。最後の花火ではありませんが、素敵な花火でした。