Beeld: Oppervlak van Betelgeuze in januari 2020. © ESO/M. Montargès et al.

Wie ooit al eens naar sterrenbeelden aan de hemel zocht, kwam ongetwijfeld uit bij Betelgeuze: duidelijk zichtbaar met het blote oog, herkenbaar aan de oranje schijn en onderdeel van het bekende sterrenbeeld Orion. Wanneer een dergelijke ster onverwacht aan helderheid inboet, blijft dat dan ook niet onopgemerkt. Met als voordeel dat je er meteen ook de beste instrumenten op kan richten en de resultaten kan vergelijken met een schat aan gegevens over hoe de ster zich normaal gedraagt.

Dat is precies wat Miguel Montargès en zijn team voor elkaar kregen. Ze zetten de performante Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) aan het werk, wat resulteerde in beelden met hoge resolutie gedurende de hele periode van verminderde helderheid. ‘Het is zeer uitzonderlijk dat we het uiterlijk van een ster op een tijdschaal van enkele weken zien veranderen,’ zegt Montargès van de Sterrenwacht van Parijs en ten tijde van het onderzoek werkzaam aan KU Leuven.

De VLT kon zelfs achterhalen dat vooral het zuidelijke deel van het steroppervlak merkelijk verduisterde. Montargès: ‘De instrumenten van ESO’s Very Large Telescope stelden ons in staat om de ster niet alleen als een punt te observeren, maar ook de details op haar oppervlak te zien en gedurende de hele gebeurtenis in de gaten te houden.’

Betelgeuze is een rode superreus, een reusachtig grote en zware ster aan het einde van haar levenscyclus. Van een dergelijk type ster weet je dat ze niet als een nachtkaars uitdooft, maar nog een keer schittert als supernova, een krachtige explosie waarbij de ster zich van haar buitenste lagen ontdoet. Wanneer dit schouwspel plaatsvindt, valt niet te voorspellen: het kan evengoed nu gebeuren als over honderdduizend jaar. Een van de hypothesen was dan ook dat de tijdelijke verduistering de supernova inluidde, al weten we eigenlijk niet zo goed hoe de laatste fase voor een supernova er zou moeten uitzien. De laatste supernova in ons melkwegstelsel dateert tenslotte al van 1604.

Maar deze mogelijke verklaring verwijst het Leuvens onderzoeksteam met een publicatie in Nature naar de prullenmand. Ze vonden voldoende aanwijzingen om een stofsluier aan te wijzen als oorzaak van de verminderde helderheid. De redenering vertrekt bij bewegingen van reusachtige krimpende en opzwellende gasbellen die vanuit het inwendige van de ster richting oppervlak opborrelen, als bellen in kokend water. Daarbij moet een grote gasbel verder doorgeschoten zijn, tot voorbij het steroppervlak. Naarmate de gasbel zich verder van de ster verwijdert, koelt ze af, waardoor het gas in de bel condenseert tot vaste stofdeeltjes. Zo moet een stofwolk ontstaan zijn die een deel van het sterlicht absorbeerde en zo tijdelijk aan ons gezichtsveld onttrokken heeft.

‘We zijn directe getuige geweest van de vorming van zogeheten sterrenstof’, besluit Montargès. De nieuwe resultaten tonen aan dat stofvorming zeer snel en dicht bij het oppervlak van een ster kan plaatsvinden. ‘Het stof dat wordt weggedreven door koele geëvolueerde sterren, zoals de uitstoot waarvan we recent getuige zijn geweest, kan later als bouwmateriaal voor aardse planeten en levende organismen dienen’, voegt medeonderzoeker Emily Cannon van de KU Leuven toe.