Słynna gwiazda, która umiera na naszych oczach. Betelgeza to fenomen kosmosu

Betelgeza to gwiazda w gwiazdozbiorze Oriona, która obecnie znajduje się w tzw. okresie dojrzałym i klasyfikowana jest jako czerwony nadolbrzym. Nazwa ta zdecydowanie nie jest przypadkowa, ponieważ według szacunków popartych obserwacjami i analizami naukowymi ma ona masę odpowiadającą 15-20 mas Słońca (najnowsze dane doprecyzowują tę wartość do 18 mas Słońca). Dla skali – masa Słońca stanowiąca 99,86 proc. masy Układu Słonecznego jest ponad 300 tys. razy większa niż masa Ziemi wynosząca 5,98*10^24 kg. Mówimy więc o naprawdę gigantycznym obiekcie, a gdyby pojawiłby się on zamiast Słońca, wypełniłby nasz układ planetarny do orbity Jowisza.

Betelgeza zasłynęła jako jeden z najjaśniejszych obiektów na nocnym niebie widzianym z Ziemi, jednak w rzeczywistości zajmuje dopiero dziewiąte miejsce z wynikiem 0,42 mag (magnitudo). Wyprzedza ją m.in. Syriusz (-1,46 mag), Alfa Centauri (-0,27 mag) czy Rigel (0,13 mag). Dla porównania Słońce to aż -26,74 mag. Przy czym warto podkreślić, że podane wartości to tzw. obserwowana wielkość gwiazdowa określająca blask gwiazd dla ludzi z Ziemi wyrażana w logarytmicznej skali magnitudo (im mniejsza wartość, tym większy blask). Jasność absolutna (lub absolutna wielkość gwiazdowa) określa to, jak jasne byłoby dane ciało, gdybyśmy obserwowali je z odległości 10 parseków (to przyjęta w obliczeniach stała wartość). To znacznie lepszy parametr określający rzeczywistą jasność gwiazd i przy takim założeniu Betelgeza pochwalić się może absolutną wielkością gwiazdową na poziomie aż -5,8 mag. Z kolei Słońce to już tylko 4,8 mag.

Betelgeza ma zmienną jasność. Dotychczas wyróżniono kilka cykli, w tym jeden główny co około 420 dni, a inne trwają 185, 230, a nawet 2,2 tys. dni (sześć lat). W tych okresach wielkość gwiazdowa waha się od 0,3 do 1,1 mag. Czymś, co jednak świat nauki odkrył stosunkowo niedawno, bo w latach 2019-2020, było to, że Betelgeza może nagle zmienić swoją jasność. Nie miało to jednak związku z tym, co działo się w samej gwieździe.

Pomiędzy październikiem 2019 r. a lutym 2020 r. naukowcy po raz pierwszy od 100 lat zarejestrowali duży spadek jasności omawianej gwiazdy. Jej wielkość gwiazdowa wynosiła wówczas ok. 1,2 mag, przez co w rankingu najjaśniejszych obiektów na nocnym niebie spadła na 21. pozycję. W pierwszej połowie lutego 2020 r. mierzona wielkość gwiazdowa osiągnęła minimum wynoszące ok. 1,6 mag, jednak po 18 lutym obserwowano powrót do wcześniejszych wartości. Ówczesne pomiary nie wykazały jednak spadku intensywności promieniowania samej gwiazdy, co oznaczało, że tak drastyczna zmiana jasności wywołana była przez czynniki zewnętrzne. Początkowo sądzono, że to efekt "zjawisk przypowierzchniowych" pokroju zmian temperatury powierzchni czy pyłu okołogwiazdowego. Dalsze obserwacje wskazały natomiast na czasową zmianę w pobliżu jonosfery Betelgezy spowodowaną tym, że dla obserwatorów z Ziemi przez pewien czas widoczna była chłodniejsza część gwiazdy.

Najnowszym odkryciem związanym z Betelgezą jest jej towarzysz, czyli inna, mniejsza gwiazda krążąca wokół omawianego czerwonego nadolbrzyma. W lipcu 2025 r. zespół naukowców pod kierownictwem Steve’a Howella z NASA Ames Research Center opublikowali artykuł, w którym przedstawił dowody na istnienie gwiazdy towarzyszącej. Ma ona masę odpowiadającą 1,5 masie Słońca, a przez to, że jej wielkość gwiazdowa jest o sześć magnitudo słabsza od Betelgezy, bardzo ciężko było ją wykryć. Gwiazda towarzysząca krąży wokół Betelgezy w odległości ok. 4 j.a. (1 j.a. to w przybliżeniu 150 mln km) i zostanie przez nią pochłonięta za ok. 10 tys. lat.

Poza wysoką jasnością i tym, że nie jest ona stała, Betelgeza wyróżnia się kilkoma innymi rzeczami, które czynią z niej tak wyjątkowo obiekt. Przede wszystkim to najbliższy Ziemi tak duży czerwony nadolbrzym znajdujący się w odległości ok. 640 lat świetlnych od Słońca. Nie jest to najbliższa tego typu gwiazda, bo bliżej są np. Antares, Rasalgethi czy Mira Ceti, jednak ze względu na swoją masę Betelgeza to cenny obiekt dla naukowców.

Szacowany wiek Betelgezy to mniej niż 10 mln lat, a jej masa początkowa wynosiła 20 mas Słońca. Zmieniło się to na skutek procesów naturalnych związanych z ewolucją gwiazd i wypalaniem napędzającego ich paliwa, czyli helu. Ze względu na swoją gigantyczną wielkość i masę, Betelgeza zamieniła się w czerwonego nadolbrzyma (bardzo dużego czerwonego olbrzyma) i obecnie stopniowo wytraca swoją masę na skutek potężnych wiatrów gwiazdowych. Czas życia takich gwiazd jest relatywnie krótki, bo trwa ok. miliona lat, i zależy od ich metaliczności, czyli "zawartość pierwiastków cięższych od helu w gwieździe względem ich zawartości w Słońcu". Po tym czasie dochodzi do gigantycznej, kosmicznej eksplozji, jaką jest supernowa.

Obecnie naukowcy szacują, że w czasie krótszym niż 100 tys. lat Betelgeza zamieni się supernową, stając się tym samym najbliższym tego typu zjawiskiem w historii obserwacji kosmosu przez człowieka. Wybuch Betelgezy wyprzedziłby wówczas supernową Keplera odkrytą w 1604 r. i odległą o 20 tys. lat świetlnych. Ostatnim stadium życie tego obiektu będzie gwiazda neutronowa o masie odpowiadającej 1,5 masy Słońca.

Gdy Betelgeza wybuchnie jako supernowa, jej blask będzie dużo większy od jasności światła słonecznego odbitego przez Księżyc nocą i utrzyma się przez ponad trzy miesiące. Przez około rok będzie widoczna nawet w ciągu dnia, a przez kilka kolejnych lat będzie widoczna gołym okiem nocą, stopniowo tracąc na intensywności. Naukowcy przewidują, że zanim dojdzie do eksplozji, otrzymamy sygnał ostrzegawczy – ziemskie detektory zarejestrują neutrina oraz fale grawitacyjne, które powstaną w wyniku tego kosmicznego wydarzenia, nawet na dobę przed jego kulminacją.

Oczywiście wybuch Betelgezy nie zagrozi w żaden sposób życiu na Ziemi, jednak supernowa w relatywnie bliskiej odległości od nas i tak będzie dla nas odczuwalna. Wiele gatunków zwierząt polega na świetle Księżyca, by orientować się w przestrzeni, a nagłe pojawienie się nowego intensywnego źródła światła mogłoby zaburzyć ich naturalne mechanizmy nawigacyjne. Nawet profesjonaliści zajmujący się badaniem kosmosu stanęliby przed wyzwaniami – jasność nocnego nieba już teraz bywa przeszkodą podczas pełni Księżyca, a blask supernowej mógłby jeszcze bardziej utrudnić obserwacje astronomiczne.