Betelgeuse endrer form i takt med Siwarha, stjernen som går i bane inne i den

Betelgeuse, den røde superkjempen som markerer Orions skulder, er ikke helt rund, og graden av avvik fra rund form ser ut til å holde takt med en annen stjerne. Nye radiokart viser at kjempestjernens ytre atmosfære strekkes til en svak oval når følgesvennen Siwarha når sitt største avstandspunkt fra stjernen, før den trekker seg tilbake mot en sirkel når følgesvennen passerer foran eller bak den.

Mønsteret er oppsiktsvekkende fordi Siwarha ikke kretser rundt Betelgeuse på trygg avstand. Den beveger seg gjennom kjempestjernens utvidede atmosfære, litt mer enn to ganger stjernens radius fra sentrum, slik at den skiftende formen virker som krusninger på en dam som avslører noe som beveger seg under overflaten. «Denne følgesvennen går i bane så nær stjernen at den faktisk passerer gjennom den utvidede atmosfæren», sa Lynn Matthews ved MIT Haystack Observatory, som ledet studien.

De samme observasjonene gir også et annet resultat. Atmosfæren har i stor grad hentet seg inn etter Great Dimming, episoden da Betelgeuse ble svakere enn på noe annet tidspunkt i mer enn et århundres observasjoner. Gass som ble uvanlig kjølig like før formørkelsen, stråler nå ved om lag 3 500 kelvin, nær temperaturen på stjernens synlige overflate.

Betelgeuse er én av de to nærmeste røde superkjempene, en massiv stjerne i de siste fasene av livet som en dag vil eksplodere som en supernova. Hvordan slike stjerner kvitter seg med de ytre lagene før det skjer, former skyen de etterlater seg, og en følgesvenn som pløyer gjennom disse lagene, er en ny faktor i historien.

Hvordan radiobølger lar astronomer dissekere en stjernes atmosfære

Teamet, som omfattet forskere fra Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, University of Manchester og European Southern Observatory, kombinerte to instrumenter. Very Large Array i New Mexico dekket de lavere frekvensene, mens ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array i Chile, dekket de høyere. Sammen observerte de Betelgeuse ved sju frekvenser, fra 22 til 485 gigahertz, i observasjonskampanjer mellom 2021 og 2026.

Hver frekvens kommer fra en ulik dybde. Høyere frekvenser ser gass nærmere den synlige overflaten, mens lavere frekvenser ser lag lenger ute, og datasettet bygger dermed et lagvis bilde av atmosfæren fra like over overflaten til flere ganger stjernens radius. Betelgeuse er en av stjernene med størst tilsynelatende utstrekning på himmelen, så begge observatoriene oppløser den som en skive snarere enn et punkt. «Det var kombinasjonen av de utrolige dataene fra NSF VLA og ALMA som ga oss et overbevisende resultat her», sa Matthews. «At vi kan bruke disse anleggene til faktisk å oppløse skivene til nærliggende stjerner, er fantastisk.»

For hvert bilde tilpasset teamet en elliptisk skive og registrerte størrelsen, orienteringen, lysstyrketemperaturen og elliptisiteten, et mål på hvor mye formen avviker fra en sirkel. Deretter sammenstilte de disse elliptisitetene med følgesvennens beregnede posisjon, hentet fra en publisert bane, og la til tre tidligere målinger fra andre radiostudier.

De hadde lite annet valg enn å lete etter Siwarha indirekte. Dersom man antar en stjerne med omtrent to ganger Solens radius og rundt 12 000 kelvin, ville dens egen radioglød ved 44 gigahertz være om lag 0,1 mikrojansky, mer enn ti ganger for svak til å kunne påvises innenfor noen realistisk observasjonstid. Selv i de høyeste ALMA-båndene, der den ville vært klarere, ligger den under bildestøyen. Under disse ALMA-observasjonene befant følgesvennen seg dessuten nesten rett foran stjernen, bare rundt 23 millibuesekunder fra sentrum.

Et kjøligere lag, et varmere skall og en stjerne tilbake til normalen

Måneder før Great Dimming fant en studie ledet av Matthews at Betelgeuses atmosfære ved 44 gigahertz hadde sin laveste lysstyrketemperatur på 30 år, et tegn på at en sjokkbølge fra konveksjon dypt inne i stjernen hadde forstyrret den ytre gassen. Stjernen kastet senere ut materiale som dannet støv og delvis blokkerte innsynet vårt til den.

De nye målingene viser at temperaturene igjen ligger innenfor området fra radioobservasjoner gjort gjennom om lag de siste tre tiårene. Ved 22 gigahertz når gassen omtrent 3 500 kelvin ved rundt 2,7 ganger stjernens radius, sammenlignbart med overflatetemperaturen på mellom 3 476 og 3 650 kelvin. Denne temperaturtoppen ligger nå lenger ute enn i målinger gjort før 2016, noe forfatterne tolker som en mulig endring i hvordan atmosfærens tetthet avtar med høyden.

Nærmere inne fant ALMA-dataene ved de høyeste frekvensene, som når nærmere overflaten enn noen tidligere radiomåling, gass på omtrent 2 200 kelvin ved 1,2 ganger radiusen. Det er mer enn 1 000 grader kjøligere enn den synlige overflaten og bekrefter et lenge mistenkt temperaturminimum mellom overflaten og den varmere kromosfæren over den. Det kjølige laget sammenfaller med MOLsphere, et skall av molekylær gass utledet fra infrarøde observasjoner. Ved hver frekvens er radiotemperaturene også lavere enn dem som er utledet fra ultrafiolett lys i de samme høydene, noe som peker mot kjølig gass blandet med det varme kromosfæriske materialet.

Som målestokk spenner Betelgeuse over rundt 44 millibuesekunder på himmelen. Dersom den lå der Solen er, ville den synlige overflaten nått forbi Mars’ bane.

En følgesvenn det tok tiår å fastslå

Betelgeuse har lenge blitt klarere og svakere i to rytmer, én på om lag 400 dager og en langsommere på omtrent 2 100 dager, nær seks år, med en årsak som forble uklar. To uavhengige studier konkluderte med at den langsomme syklusen skyldes en følgesvenn som går i bane inne i den utvidede atmosfæren ved omkring 2,3 ganger stjernens radius. Et team som arbeidet med speckle-avbildning rapporterte deretter en foreløpig påvisning og ga den navnet Siwarha, arabisk for «hennes armbånd», som en henvisning til Betelgeuses eget navn, «al-Jawzas hånd». Navnet er nå offisielt hos Den internasjonale astronomiske unionen.

Ytterligere bevis fulgte. Ultrafiolette spektre fra Hubble Space Telescope viste linjeformer og hastigheter som følger følgesvennens bane, noe forfatterne tolket som et kjølvann som sleper etter den. Den sterkeste bekreftelsen kom fra direkte avbildning med SPHERE-instrumentet ved ESOs Very Large Telescope, som påviste følgesvennen på den forutsagte posisjonen. Radioresultatet tilfører en annen type signatur: følgesvennens virkning på selve kjempestjernens form.

Hva radiokartene ikke avgjør

Elliptisiteten er liten i hvert bånd og ved hver epoke, og trenden bygger på et begrenset antall observasjoner spredt langs banen. Forfatterne beskriver resultatet som forenlig med periodiske forstyrrelser fra følgesvennen, ikke som bevis, og sier at flere epoker som dekker et bredere spekter av frekvenser og banefaser, trengs for å bekrefte det.

Det finnes også et mysterium i dataene. Elliptisiteten følger følgesvennen på tvers av frekvenser, men orienteringen til den best tilpassede ovalen stemmer ikke overens mellom dem. De høyeste ALMA-båndene legger langaksen ved 31 til 47 grader, de to lavere ALMA-båndene ved rundt 140 grader og VLA ved omtrent 90 til 120 grader. Én mulig forklaring er at hver frekvens prøvetar et ulikt snitt av en tredimensjonal forstyrrelse, som kjølvannet foreslått ut fra Hubble-dataene, men dette gjenstår å teste.

Teamet lette også i bildene etter lyse flekker eller asymmetrier nær følgesvennens forutsagte posisjon og fant ingen som entydig kunne knyttes til den, delvis på grunn av den moderate oppløsningen ved enkelte frekvenser og følgesvennens uheldige posisjon under de skarpeste observasjonene. Siwarhas egen natur, inkludert masse og type, er fortsatt omstridt. Dersom den viser seg å være en ung stjerne med utbrudd, kan den produsere variabel radiostråling ved lavere frekvenser, rundt 5 til 10 gigahertz, som disse observasjonene ikke dekket.

Vanlige spørsmål om Betelgeuse og Siwarha

Hva er Siwarha?

Siwarha er Betelgeuses følgestjerne. Den går i bane inne i den røde superkjempenes utvidede atmosfære, ved omtrent 2,3 ganger stjernens radius, og fullfører et omløp omtrent hver 2 100. dag. Navnet betyr «hennes armbånd» på arabisk og er nå en offisiell IAU-betegnelse.

Har Betelgeuse hentet seg inn etter Great Dimming?

Ved radiobølgelengder, i stor grad ja. Lysstyrketemperaturen ved 22 og 44 gigahertz, som nådde et lavpunkt på 30 år rett før formørkelsen, er tilbake innenfor området målt gjennom omtrent de siste tre tiårene. Selve formørkelsen, sent i 2019 og tidlig i 2020, gjorde Betelgeuse svakere enn på noe annet tidspunkt i mer enn et århundres registreringer.

Er Betelgeuse i ferd med å eksplodere?

Ingenting i denne studien peker mot en nært forestående supernova. Betelgeuse er en rød superkjempe i de sene fasene av livet og forventes å eksplodere en dag, men disse observasjonene følger oppførselen til den ytre atmosfæren, ikke tilstanden i kjernen.

Hvor langt unna er Betelgeuse?

Anslagene varierer. Denne studien legger til grunn en avstand på omtrent 222 parsec, rundt 720 lysår, mens andre mye siterte tall plasserer stjernen nærmere, på om lag 650 lysår. Uansett er den én av de to røde superkjempene som ligger nærmest Jorden.

Hva skjer videre

Artikkelen ble publisert i The Astronomical Journal i september 2026, og National Radio Astronomy Observatory kunngjorde resultatene 27. oktober. I teamets banetabell hadde følgesvennen nettopp passert stjernens bakside i april 2026 og var på vei tilbake mot sitt neste punkt med størst avstand, den typen øyeblikk da den ovale effekten bør fremtre tydeligst. Forfatterne ønsker nye epoker på tvers av flere frekvenser og banefaser, og forventer at Square Kilometre Array og Next Generation Very Large Array vil gjøre slike målinger rutinemessige. Frem til da er den eneste måten å følge Siwarha i radiolys på å se Betelgeuse endre form.

Referanse: Matthews et al., «New Spatially Resolved Observations of Betelgeuse from the VLA and ALMA: Evidence for Atmospheric Perturbations from a Close Companion,» The Astronomical Journal, 2026. DOI: 10.3847/1538-3881/ae953d

Tagger: astronomi, ALMA, Betelgeuse, dobbeltstjerner, rød superkjempe, Siwarha