Betelgeuse

Betelgeuse (), ook bekend onder sy Bayer-naam, Alpha Orionis of α Ori, is gewoonlik die 10de helderste ster in die naglug en naas Rigel die helderste in die sterrebeeld Jagter (Orion). Dié rooi ster is ’n halfreëlmatige veranderlike ster waarvan die skynbare magnitude wissel tussen 0 en 1,6, die grootste wisseling van enige ster van die 1ste magnitude. 

Betelgeuse is die helderste ster in die naglug by naby-infrarooigolflengtes en het 'n radius van tussen 640 en 764 sonradiusse. As dit in die middel van die Sonnestelsel geleë was, sou sy oppervlak tot anderkant die asteroïedgordel gestrek het en sou dit Mercurius, Venus, Aarde en Mars verswelg het.

duimnael|links|180px|Betelgeuse se posisie (links bo, in die Noordelike Halfrond) in vergelyking met dié van die digte newels van die Orion-molekulêrewolkkompleks en die Jagter se Gordel (foto: Rogelio Bernal Andreo).
Berekenings van Betelgeuse se massa wissel van net onder 10 tot 'n bietjie meer as 20 sonmassas. Sy absolute magnitude is sowat . Die ster is minder as 10 miljoen jaar oud en het vinnig ontwikkel vanweë sy groot massa. Sy evolusie sal na verwagting in 'n supernova eindig, waarskynlik binne 100 000 jaar. Wanneer Betelgeuse ontplof, sal dit langer as drie maande so helder soos die halfmaan skyn, maar die lewe op Aarde sal nie geraak word nie. 

Die dwaalster is gewerp uit sy ontstaanplek in die Orion OB1-assosiasie, wat die sterre in die Jagter se Gordel insluit, en beweeg teen tot  deur die interstellêre medium.  Dit skep 'n boegskok van meer as vier ligjare breed. Dit word ook omring deur 'n ingewikkelde, asimmetriese omhulsel van rofweg 250 keer die grootte van die ster, wat veroorsaak word deur massaverlies van die ster self. Betelgeuse is een van die hoekpunte van die Suidelike Halfrond se Somerdriehoek en is in die middel van ons Somerseshoek geleë.

Van Oktober 2019 af het Betelgeuse merkbaar begin verdof en teen middel Februarie 2020 het sy helderheid met 'n faktor van sowat 3 afgeneem, van magnitude 0,5 tot 1,7. Daarna het dit tot 'n meer normale helderheidsomvang teruggekeer en in April 2023 sy hoogste sigbare magnitude van 0 bereik. Infrarooiwaarnemings het geen aansienlike verandering in helderheid oor die afgelope 50 jaar bespeur nie, en daarom word geglo die verdowwing was te wyte aan 'n verandering in die verstrooiing van stof en gas om die ster, eerder as 'n fundamentele verandering. 'n Studie met die Hubble-ruimteteleskoop het aangedui verduisterende stof is geskep deur 'n oppervlakmassauitwerping miljoene kilometers van die ster af, en dit het die verdowwing veroorsaak.

Hoewel dit nie bevestig is nie, is daar bewyse dat Betelgeuse 'n dubbelster kan wees. Die metgeselster, Betelgeuse B of Siwarha, sal baie kleiner en dowwer as die rooisuperreus wees en wentel vermoedelik op 'n afstand van net 'n paar keer die grootte van Betelgeuse om die ster.

Waarnemingsgeskiedenis
Betelgeuse en sy rooi kleur is al sedert die oudheid bekend. Die klassieke sterrekundige Ptolemeus het sy kleur as ὑπόκιρρος (hypókirrhos) beskryf:  "min of meer oranje-taan"). Dié term is later deur 'n vertaler van die Persiese sterrekundige Ulugh Beg se sterkatalogus, Zij-i Sultani, as "rubedo" vertaal. Dit is Latyn vir "bloesendheid". In die 19de eeu, voor die moderne stelsels van sterreklassifikasie, het die Italiaanse sterrekundige Angelo Secchi die ster ingesluit as een van die prototipes vir sy Klas III-sterre (oranje tot rooi). 

Drie eeue voor Ptolemeus het Chinese sterrekundiges Betelgeuse egter as geel beskou. As dit korrek is, kan dit beteken Betelgeuse was in dié tyd in 'n geelsuperreusfase. Dit is 'n geloofwaardige moontlikheid as huidige navorsing oor die ster se ingewikkelde sirkumstellêre omgewing in ag gneem word.

Moderne ontdekkings
Aboriginesgroepe in Suid-Australië vertel al lank verhale oor Betelgeuse se wisselende helderheid. In 1836 het sir John Herschel in Outlines of Astronomy dié wisselende helderheid beskryf. Van 1836 tot 1840 het hy aansienlike veranderings in magnitude opgemerk toe Betelgeuse in Oktober 1837 helderder as Rigel geskyn het, en weer in November 1839. 

'n Kalm tydperk van 10 jaar het gevolg, en in 1849 het Herschel nog 'n kort veranderlikheidsiklus opgemerk wat in 1852 'n hoogtepunt bereik het. 

Dié wisselvalligheid kan verduidelik hoekom Johann Bayer die aanwysing "alpha" aan die ster gegee het met die publikasie van sy Uranometria in 1603, want sy ligsterkte was waarskynlik net so groot soos dié van die gewoonlik helderder Rigel ("beta"). 

Beter foto's

In die 1970's het beter foto's moontlik geraak toe 'n metode ontdek is om dofheid uit te skakel. Dit het die optiese resolusie van grondgebaseerde teleskope vebeter en daartoe gelei dat Betelgeuse se fotosfeer met presisie gemeet kon word. Met verbeterings in infrarooiteleskopie het astrofisici die ingewikkelde sirkumstellêre omhulsels om die superreus begin navors, en hulle het die teenwoordigheid van groot gasborrels begin vermoed wat vanweë konveksie ontstaan. Deurbrake in die besigtiging van Betelgeuse se sigbarelig- en infrarooifoto's het egter eers in die laat 1980's en vroeë 1990's 'n werklikheid geword. Helder kolle is aan Betelgeuse se fotosfeer ontdek. Dit was die eerste optiese en infrarooifoto's van 'n stellêre skyf buiten die Son. Die helder kolle het 'n teorie van dekades tevore bevestig dat enorme konveksieselle die ster se oppervlak oorheers.

In die 2000's
In 'n studie wat in Desember 2000 gepubliseer is, is die ster se deursnee geraam op  (milliboogsekondes). In die tyd van die publikasie was die geraamde parallaks van die Hipparcos-sending , wat 'n geraamde radius van  gee. Volgens 'n infrarooi-interferometriese studie wat in 2009 gepubliseer is, is aangekondig die ster het met 15% gekrimp sedert 1993 sonder 'n aansienlike verdowwing in magnitude.

Benewens oor die ster se deursnee, is vrae gestel oor die ingewikkelde dinamika van Betelgeuse se uitgebreide atmosfeer. Die massa waaruit sterrestelsels bestaan, word herwin as sterre wat ontstaan en verwoes word, en rooi superreuse is groot bydraers, en tog bly die proses waardeur massa tot niet gaan 'n misterie. Nuwe interferometriese metodes kan egter dié probleem help oplos. Foto's wat in Julie 2009 met die Baie Groot Teleskoop geneem en deur die Europese Suidelike Sterrewag (ESO) uitgereik is, het 'n groot pluim gas gewys wat tot 30 AE van die ster af in die omringende atmosfeer strek.

Dié massauitwerping was so ver as Neptunus van die Son af, en is een van baie gebeure in Betelgeuse se omringende atmosfeer. Sterrekundiges het minstens ses omhulsels om die ster geïdentifiseer. Deur die geheim van massaverlies in die laat stadiums van 'n ster se evolusie op te los kan die faktore onthul word wat die ontploffende eindes van dié sterreuse versnel.

Verdowwing (2019-'20)
Betelgeuse is 'n pulserende, halfreëlmatige veranderlike ster en is onderworpe aan meervoudige siklusse van afnemende helderheid vanweë veranderings in sy grootte en temperatuur. Ander moontlike oorsake wat teen laat in 2019 genoem is, is 'n uitbarsting van gas of stof, of wisselings in die ster se oppervlakhelderheid.

Teen Augustus 2020 het uitgebreide studies op lang termyn, veral met ultravioletwaarnemings deur Hubble, aan die lig gebring die onverwagte verdowwing wat die ster in 2019 ondergaan het, is moontlik veroorsaak deur 'n enorme hoeveelheid superwarm material wat in die ruimte in geskiet is. Die materiaal het afgekoel en 'n stofwolk gevorm wat die sterlig van 'n kwart van Betelgeuse se oppervlak geblokkeer het. 

Hubble het in September, Oktober en November 2019 tekens van digte, verhitte materiaal afgeneem wat deur die ster se atmosfeer beweeg voordat verskeie teleskope die merkbaarder verdowwing in Desember en die eerste paar maande van 2020 waargeneem het.

Teen Januarie 2020 het Betelgeuse met 'n faktor van 2,5 verdof, van magnitude 0,5 tot 1,5. Dit was in Februarie nog dowwer, met 'n rekordminimum van 1,614. Die ster was die "dofste en koelste" wat dit nog was in die 25 jaar van die studie, en daar was ook 'n afname in radius.

Die tydskrif Astronomy het dit as 'n "bisarre verdowwing" beskryf, en daar is bespiegel dat 'n supernova ophande kan wees. Dit het Betelgeuse laat uitsak van een van die 10 helderste sterre tot dowwer as 20ste, merkbaar dowwer as die nabyliggende Aldebaran. 

Teen 17 Februarie 2020 het Betelgeuse se helderheid vir 10 dae konstant gebly en dit het gelyk of die ster weer verhelder. Op 22 Februarie het Betelgeuse dalk heeltemal opgehou verdof. Op 24 Februarie 2020 is geen aansienlike verandering oor die afgelope 50 jaar in die infrarooi waargeneem nie. Dit het gelyk of 'n naderende kerninploffing onwaarskynlik is.

Op dieselfde dag het nog studies daarop gedui dat verduisterende sirkumstellêre stof met groot korrels die waarskynlikste oorsaak van die verdowwing kan wees. 'n Ander studie sluit 'n aansienlike bydrae deur stofabsorpsie uit en sê die moontlike oorsaak is groot stervlekke.

In opvolgstudies, wat op 31 Maart 2020 in The Astronomer's Telegram gepubliseer is, is bevind daar is 'n vinnige toename in Betelgeuse se helderheid.

Betelgeuse kan feitlik glad nie tussen Mei en Augustus van die grond af waargeneem word nie omdat dit dan te naby aan die Son is. Net voor sy konjunksie van 2020 met die Son was Betelgeuse se magnitude 0,4. Volgens waarnemings met die STEREO-A-ruimtetuig in Junie en Julie 2020 het die ster weer met 0,5 verdof sedert die laaste grondgebaseerde waarnemings in April. Dit is verbasend, aangesien 'n maksimum vir Augustus/September 2020 verwag is. Die volgende minimum sou omstreeks April 2021 gewees het. Dit is egter bekend dat Betelgeuse se helderheid onreëlmatig wissel, en dit maak voorspellings moeilik.

Op 30 Augustus 2020 het sterrekundiges berig 'n tweede stofwolk is uit die ster waargeneem, en daar was 'n aansienlike gepaardgaande verdowwing van die ster. In Junie 2021 is die stof verduidelik aan die hand van 'n koel kol in sy fotosfeer. In Augustus het 'n tweede, onafhanklike groep dié resultate bevestig. Die stof was vermoedelik vanweë die verkoeling van gas wat die ster uitgeskiet het. 'n Studie in Augustus 2022 met Hubble het vorige navorsing bevestig en dui daarop dat die stof geskep kon gewees het deur 'n massauitwerping van die oppervlak af – asook dat die verdowwing 'n korttermynminimum kon gewees het wat saamgeval het met 'n langtermynminimum, en dit het 'n groot minimum veroorsaak (siklusse van onderskeidelik 416 en 2 010 dae), 'n meganisme wat die eerste keer deur die sterrekundige L. Goldberg voorgestel is.

In April 2023 het sterrekundiges berig die ster het 'n maksimum van 0 in sy skynbare magnitude bereik.

Mediaverslaggewing
Weens misverstande oor berigte in 2009 oor die ster se "verkleining" was Betelgeuse daarna dikwels die onderwerp van rilstories en gerugte dat dit binne 'n jaar gaan ontplof en oor die gevolge daarvan. Dit is egter onwaarskynlik dat Betelgeuse 'n gammaflits sal skep en dit is te ver dat sy X-strale, ultravioletstraling of materiaal wat weggeskiet gaan word, 'n noemenswaardige uitwerking op die Aarde sal hê.

Ná die ster se verdowwwing in Desember 2019 was daar weer eens berigte in wentenskaplike en hoofstroommedia dat die ster op die punt is om as 'n supernova te ontplof, al dui wetenskapike navorsing daarop dat 'n supernova waarskynlik eers oor sowat 100 000 jaar sal voorkom. 

Selfs bekende media, soos The Washington Post, ABC News in Australië en CNN het 'n wanindruk met hulle nuusdekking geskep. Dennis Overbye van The New York Times het gesê 'n supernova is nog lank nie ophande nie, maar "sterrekundiges het pret deur daaroor te dink."

Waarneming
Danksy sy besonderse oranjerooi kleur en posisie in die sterrebeeld Jagter is dit maklik om Betelgeuse met die blote oog te vind. Dit is een van drie sterre wat die Suidelike Halfrond se Somerdriehoek-asterisme vorm, en dit lê in die middel van ons Somerseshoek. In die Suidelike Halfrond kan Betelgeuse in Junie vir 'n kort ruk ná sonsondergang aan die westelike horison gesien word, en 'n paar maande later voor sonsopkoms aan die oostelike horison. Tussen middel September en middel Maart (op sy beste in middel Desember) kan dit uit feitlik elke bewoonde gebied in die wêreld gesien word, buiten Antarktika by breedtegrade suid van 82°.  

Betelgeuse is 'n veranderlike ster waarvan die skynbare magnitude wissel tussen 0 en 1,6. Daar is rukke wanneer dit helderder as Rigel word en die sesde helderste ster in die naglug is, en soms is dit selfs helderder as Capella. Op sy dofste kan dit dowwer as Deneb en Beta Crucis wees (albei self effens veranderlik), en dan is dit die 20ste helderste ster.

Betelgeuse se fotosfeer het 'n uitgebreide atmosfeer, wat sterk emissielyne eerder as absorpsielyne toon, 'n verskynsel wat voorkom wanneer 'n ster omring word deur 'n dik gasomhulsel (eerder as geïoniseerd). Dié uitgebreide, gasagtige atmosfeer beweeg na en weg van Betelgeuse, na gelang van die fluktuasies in die fotosfeer. Betelgeuse is die helderste naby-infrarooi-bron in die lug, met 'n J-band-magnitude van -2,99; net sowat 13% van die ster se stralingsenergie word as sigbare lig uitgestraal. As die menslike oog sensitief was vir straling by alle golflengtes, sou Betelgeuse die helderste ster in die naglug gewees het.

Veranderlikheid

Betelgeuse word geklassifiseer as 'n halfreëlmatige veranderlike ster, wat beteken daar is 'n mate van reëlmatigheid in die helderheidswisselings, maar die ligsterktes kan wissel, siklusse kan verskillende lengtes hê en daar kan tydperke van geen wisselings of onreëlmatigheid wees. Dit word in die subgroep SRc geplaas; dit is pulserende rooi superreuse van sowat die eerste magnitude met tydperke van tiene tot honderde dae.

Betelgeuse het gewoonlik net klein helderheidsveranderings van sowat 0,5, maar by sy uiterstes kan dit 'n skynbare magnitude van tot 0 hê, of dit kan so dof soos 1,6 wees. Betelgeuse word in die General Catalogue of Variable Stars gelys met 'n moontlike tydperk van 2 335 dae. Meer gedetailleerde ontledings het 'n hooftydperk van sowat 400 dae gewys, 'n kort tydperk van 185 dae en 'n langer sekondêre tydperk van sowat 2 100 dae. 

Die radiale pulserings van rooi superreuse wys tydperke van 'n paar honderd dae is tipies. Lyne in Betelgeuse se spektrum toon Doppler-verskuiwings wat dui op radiale snelhede wat rofweg in ooreenstemming met die helderheidswisselings verander. Dit demonstreer die aard van die pulserings in grootte, hoewel ooreenstemmende temperatuur- en spektrale wisselings nie duidelik gesien word nie. Wisselings in Betelgeuse se deursnee is ook al regstreeks gemeet.

Die bron van die lang sekondêre tydperke is onbekend, maar dit kan nie aan die hand van radiale pulserings verduidelik word nie. Interferometriese waarnemings van Betelgeuse het warmkolle getoon wat vermoedelik geskep word deur massiewe konveksieselle. Hulle is 'n aansienlike breukdeel van die deursnee van die ster en straal elk 5-10% van die ster se totale lig uit. Een teorie om lang sekondêre tydperke te verduidelik is dat hulle veroorsaak word deur die evolusie van sulke selle gekombineer met die ster se rotasie. Ander teorieë sluit in naby-interaksies van dubbelmetgeselle, chromosferiese magnetiese aktiwiteit wat massaverlies beïnvloed of nieradiale pulserings.

Fisiese eienskappe

Betelgeuse is 'n baie groot, helder maar koel ster met die klassifikasie M1-2 Ia-ab- rooi superreus. Die letter "M" beteken dit is 'n rooi ster van klas M en dus het dit 'n relatief lae fotosferiese temperatuur; die "Ia-ab"-ligsterkteklas dui aan dit is 'n normale superreus met 'n gemiddelde ligsterkte, met eienskappe tussen dié van 'n normale en 'n helder superreus. Sedert 1943 dien Betelgeuse se spektrum as een van die stabiele ankerpunte waarvolgens ander sterre geklassifiseer word.

Onsekerheid oor die ster se oppervlaktemperatuur, deursnee en afstand maak dit moeilik om 'n presiese meting van sy ligsterkte te kry, maar navorsing uit 2012 noem 'n ligsterkte van sowat , as die afstand aanvaar word as  (652 ligjare). Studies sedert 2001 noem 'n effektiewe temperatuur van tussen 3 250 en 3 690 K. Waardes buite dié omvang is voorheen berig, en die variasies is vermoedelik korrek in die lig van die pulserings in die atmosfeer. 

Die ster se rotasie is stadig. Die mees onlangse snelheid wat aangeteken is, was  – baie stadiger as Antares, met sy rotasiesnelheid van . Die rotasieperiode hang af van Betelgeuse se grootte en oriëntasie teenoor die Aarde, maar daar is bereken die ster draai elke 36 jaar om sy eie as en lê teen 'n hellingshoek van sowat 60° met die Aarde.

In 2004 het sterrekundiges deur middel van rekenaarsimulasies gespekuleer dat Betelgeuse, al het hy nie roteer nie, grootskaalse magnetiese aktiwiteit in sy uitgebreide atmosfeer sou ondergaan het, 'n faktor waardeur selfs matig sterk velde 'n betekenisvolle invloed kan hê op die ster se stof, wind en massaverlies.

'n Reeks spektropolarimetriese waarnemings wat in 2010 gedoen is, het die teenwoordigheid van 'n swak magneetveld op Betelgeuse se oppervlak bespeur, wat daarop dui dat die reusagtige konveksiebewegings van superreuse 'n kleinskaalse dinamo-effek kan ontketen.

Massa
Betelgeuse het sover bekend geen wentelmetgeselle nie en sy massa kan dus nie met dié direkte metode bereken word nie. Moderne ramings van die ster se massa deur teoretiese modellering het waardes gegee van 9,5 tot , met waardes van 5-30 sonmassas uit ouer studies.

Beweging

Die kinematika van Betelgeuse is ingewikkeld. Die ouderdom van klas M-superreuse met 'n aanvanklike massa van  is rofweg 10 miljoen jaar.

As begin word by sy huidige posisie en beweging, sal 'n terugwerking in tyd Betelgeuse amper 1 000 ligjare verder van die galaktiese sentrum af plaas: 'n onwaarskynlike ligging, aangesien daar geen stervormingstreek daar is nie. Dit lyk ook nie of Betelgeuse se teruggewerkte baan hom laat kruis met die Orion-OB1-assosiasie of die veel jonger Orionnewelswerm (ONS, ook bekend as Ori OB1d) nie. Die naaste afstand van Betelgeuse aan die ONS is tussen 1 269 en 1 350 ligjare. Dus was Betelgeuse se beweging nie altyd dieselfde as nou nie en het dit die een of ander tyd sy beweging verander, moontlik vanweë 'n supernova wat naby hom ontplof het. 

Die waarskynlikte stervormingscenario vir Betelgeuse is dat dit 'n dwaalster is wat aanvanklik in die Orion-OB1-assosiasie ontstaan het, en dat dit sowat 10-12 miljoen jaar oud is. Dit het vinnig ontwikkel vanweë sy groot massa. H. Bouy en J. Alves het in 2015 voorgestel dit was eerder lid van die pas ontdekte Taurion-OB-assosiasie.

Sirkumstellêre dinamika

In die laat fase van sterevolusie toon swaar sterre soos Betelgeuse 'n groot mate van massaverlies, moontlik tot 1 sonmassa elke 10 000 jaar. Dit lei tot 'n ingewikkelde sirkumstellêre omgewing wat voortdurend fluktueer. In 'n verslag in 2009 is die massaverlies van sterre genoem die "sleutel tot die begrip van die evolusie van die heelal van die vroegste kosmologiese tye tot die huidige epog, en van planeetvorming en die vorming van lewe self".

Die fisiese meganisme word egter nie goed verstaan nie. Toe Martin Schwarzschild die eerste keer sy teorie van groot konveksieselle voorgestel het, het hy geredeneer dit word waarskynlik veroorsaak deur massaverlies in ontwikkelde superreuse soos Betelgeuse. Onlangse navorsing het met dié hipotese saamgestem, maar daar is nog onsekerheid oor die struktuur van die sterre se konveksie, die meganisme van hulle massaverlies, die manier waarop stof in hulle uitgebreide atmosfeer ontstaan en die toestande wat hulle dramatiese einde in 'n tipe II-supernova verhaas. 

In 2001 het Graham Harper 'n sterwind van 0,03 somassa elke 10 000 jaar voorspel, maar navorsing sedert 2009 het bewyse gelewer van episodiese massaverlies wat enige totale syfer vir Betelgeuse onseker maak. Huidige waarnemings dui daarop dat 'n ster soos Betelgeuse dalk 'n deel van sy bestaan as 'n rooi superreus deurbring, maar dan terug oor die Hertzsprung-Russell-diagram beweeg, weer deur 'n kort fase as 'n geel superreus gaan en dan as 'n blou superreus of Wolf-Rayetster ontplof.

Sterrekundiges is dalk naby 'n oplossing vir die geheim. Hulle het 'n groot pluim gas opgemerk wat tot ses keer Betelgeuse se fotosferiese radius ver uitgewerp word. Dit wys Betelgeuse werp nie materie ewe veel in alle rigtings uit nie. Die teenwoordigheid van die pluim dui daarop dat die sferiese simmetrie van die ster se fotosfeer, wat dikwels in infrarooi gesien word, nie in sy onmiddellike omgewing behou word nie. Asimmetrie op die sterskyf is by verskillende golflengtes aangeteken. Die twee meganismes wat so 'n asimmetriese massaverlies kan veroorsaak, is grootskaalse konveksieselle of polêre massaverlies, moontlik vanweë rotasie. Beter ondersoeke het gewys gas in die superreus se uitgebreide atmosfeer beweeg kragtig op en af, en skep borrels so groot soos die superreus self. Dit het die span laat glo sulke opstotings veroorsaak die reusepluimuitwerping wat Kervella waargeneem het.

Asimmetriese omhulsels
Benewens die fotosfeer is nog ses komponente van Betelgeuse se atmosfeer geïdentifiseer. Hulle is 'n molekulêre omgewing, andersins bekend as die MOLsfeer, 'n gasagtige omhulsel, 'n chromosfeer, 'n stofomgewing en twee buitenste omhulsels (S1 en S2) wat uit koolstofmonoksied (CO) bestaan. Sommige van dié elemente is asimmetries terwyl ander oorvleuel.

By sowat 0,45 sterradiusse (~2-3 AE) bo die fotosfeer kan 'n molekulêre laag of omgewing, bekend as die MOLsfeer, lê. Studies wys dit bestaan uit waterdamp en koolstofmonoksied en het 'n effektiewe temperatuur van sowat 1 500 tot 500 K.
Waterdamp is in die 1960's die eerste keer in die superreus se spektrum bespeur, maar dit is dekades lank geïgnoreer. Die MOLsfeer kan molekules van silikonmonoksied (SiO) en aluminiumoksied (Al2O3) bevat, wat die vorming van stofdeeltjies verduidelik.

Nog 'n koel streek, die asimmetriese gasagtige omhulsel, strek vir verskeie radiusse (~1040 AE) van die fotosfeer af. Dit is verryk met suurstof en veral stikstof relatief tot koolstof. Hierdie verbindingsafwykings word waarskynlik veroorsaak deur kontaminasie deur CNO-geprosesseerde materiaal van binne Betelgeuse.

Foto's deur radioteleskope wat in 1998 geneem is, bevestig dat Betelgeuse 'n baie ingewikkelde atmosfeer het, met 'n temperatuur van sowat 3 450 K, soortgelyk aan dié wat op die ster se oppervlak gemeet is, maar baie laer as dié van omringende gas in dieselfde streek. Die foto's wys ook dié gas met 'n laer temperatuur raak al hoe koeler namate dit na buite versprei. Hoewel dit onverwags is, is dit die grootste bestanddeel van Betelgeuse se atmosfeer. "Dit verander ons basiese begrip van rooi superreuse se atmosfeeer," verduidelik die spanleier, Jeremy Lim. "In plaas daarvan dat die ster se atmosfeer eenvormig uitsit vanweë gas wat naby sy oppervlak tot hoë temperature verhit word, lyk dit nou of verskeie reusekonveksieselle die gas van sy oppervlak af tot in sy atmosfeer aandryf." 

Die chromosfeer is regstreeks in ultraviolet deur Hubble afgeneem. Die foto's het ook 'n helder streek in die suidwestelike kwadrant van die skyf gewys. Die gemiddelde radius van die chromosfeer was in 1996 sowat 2,2 keer dié van die optiese skyf (~10 AE) en het 'n temperatuur van nie meer nie as 5 500 K.

In 2004 het waarnemings met Hubble se hoëpresisie-spektrometer die bestaan uitgewys van warm chromosferiese plasma minstens 1 boogsekonde van die ster af. Op 'n afstand van 642,5 ligjare kan die grootte van die chromosfeer tot 200 AE wees.
Die waarnemings het onteenseglik gedemonstreer die warm chromosferiese plasma oorvleuel met koel gas in Betelgeuse se gasagtige omhulsel, sowel as met die stof in die omhulsels van sy sirkumstellêre skyf.


Die eerste bewering van 'n stofomhulsel om Betelgeuse is in 1977 gemaak toe opgemerk is stofomhulsels om ou sterre straal groot hoeveelhede bestraling uit benewens dié uit die fotosfeer. Met interferometrie is tot die gevolgtrekking gekom dat die rooi superreus die meeste van sy oormaat bestraling uitstraal van 'n posisie buite 12 sterradiusse, of rofweg die afstand van die Kuipergordel by 50-60 AE. Sedertdien was daar studies van dié stofomhulsels by verskillende golflengtes, met beduidend verskillende resultate. Studies van die 1990's het geraam die binneste radius van die stofomhulsel is enigiets van 0,5-1 boogsekonde, of 100-200 AE.

Dié studies het daarop gewys dat die stofomgewing om Betelgeuse nie staties is nie. In 1994 is berig die ster ondergaan sporadiese, dekades lange stofproduksie, gevolg deur onaktiwiteit. In 1997 is aansienlike veranderings in die stofomhulsel se vorm binne 'n jaar bespeur, wat suggereer die omhulsel word asimmetries verlig deur 'n sterstralingsveld wat sterk beïnvloed word deur die bestaan van fotosferiese warmkolle. 

Hoewel die presiese grootte van die twee buitenste CO-omhulsels moeilik is om te bepaal, dui voorlopige ramings daarop dat die een omhulsel sowat 1,5-4 boogsekondes ver strek en die ander een tot 7 boogsekondes.

As 'n mens aanneem Jupiter se wentelbaan van 5,5 AE is die ster se radius, sou die binneste omhulsel rofweg 50-150 sterradiusse (~300-800 AE) ver gestrek het en die buitenste een tot 250 sterradiusse ver (~1 400 AE). Die Son se heliopouse word op sowat 100 AE geraam, en die grootte van dié buitenste omhulsel sou dus amper 14 keer dié van die Sonnestelsel gewees het.

Supersoniese boegskok
Betelgeuse beweeg teen sowat  deur die interstellêre medium en skep 'n boegskok.
Die skok word nie deur die ster geskep nie, maar deur sy kragtige sterwind terwyl dit groot hoeveelhede gas in die interstellêre medium uitwerp teen 'n snelheid van . Dit verhit die materiaal om die ster en maak dit sigbaar in infrarooilig. Omdat Betelgeuse so helder is, is die boegskok in 1997 die eerste keer afgeneem. Die komeetagtige struktuur is na raming minstens 3,3 ligjare breed, as die afstand 643 ligjare is.

Hidrodinamiese simulasies van die boegskok wat in 2012 gedoen is, dui aan dit is baie jonk – minder as 30 000 jaar oud. Daar kan twee redes hiervoor wees: dat Betelgeuse eers onlangs in 'n deel van die interstellêre medium met verskillende eienskappe inbeweeg het, of dat die ster 'n groot transformasie ondergaan en sy sterwind verander het.

'n Verslag van 2012 het voorgestel dié verskynsel word veroorsaak deur Betelgeuse se verandering van 'n blou in 'n rooi superreus. Daar is bewyse dat 'n ster soos Betelgeuse in die laat stadiums van evolusie "vinnige veranderings op die H-R-diagram kan ondergaan van rooi in blou of omgekeer, met meegaande vinnige veranderings in sy sterwind en boegskok".

Sterfases

Betelgeuse is 'n rooi superreus wat uit 'n klas O-hoofreeksster ontwikkel het. Nadat die waterstof in sy kern op was, het dit tot 'n blou superreus ontwikkel en daarna tot sy huidige rooisuperreusvorm. Sy kern sal eindelik inplof en 'n supernova veroorsaak, waarna sy kern as 'n kompakte oorblyfsel sal voortbestaan. Die besonderhede hang af van sy presiese aanvanklike massa en ander fisiese eienskappe van hom as hoofreeksster, wat nie goed bekend is nie.

Hoofreeksster
Dit is moeilik om te bepaal wat Betelgeuse se presiese eienskappe as hoofreeksster was. Sy massa word egter geraam op sowat 10-, terwyl moderne modelle dit raam op 15-. Sy chemiese samestelling was waarskynlik sowat 70% waterstof, 28% helium en 2,4% swaarder elemente – dus met 'n metaalinhoud van effens meer as die Son, maar andersins soortgelyk. 

Die rotasiesnelheid moet ook in ag geneem word. 'n Ster van 15 sonmassas sal binne 11,5-15 miljoen jaar die rooisuperreusfase bereik. Vinnig roterende sterre neem die langste. 'n Stadig roterende ster van 20 sonmassas sal net 8,1 miljoen jaar neem, en dit is na raming Betelgeuse se eienskappe.

Die tyd totdat Betelgeuse ontplof, hang af van die voorspelde aanvanklike toestande en van die geraamde tyd wat dit reeds 'n rooi superreus is. Die beste raming vir Betelgeuse is oor sowat 100 000 jaar. 

As Betelgeuse as 'n tipe II-P-supernova ontplof, sal sy skynbare magnitude 'n hoogtepunt van -8 tot -12 bereik. Dit sal maklik bedags gesien kan word. Dit sal twee tot drie maande lank baie helder wees en dan vinnig verdof.

Moontlike metgeselster
Betelgeuse is altyd as ’n enkelster beskou. In studies wat in 1985 en 1986 gepubliseer is, het ’n span onder leiding van Margarita Karovska egter polarisasiedata van 1968 tot 1983 ontleed, wat op die bestaan van twee begeleidende sterre gedui het. Die nader een het ’n wentelperiode van ongeveer 2,1 jaar gehad. Deur gebruik te maak van spikkelinterferometrie het die span tot die gevolgtrekking gekom dat dit 9 AE van die hoofster geleë was, ’n baan wat dit moontlik binne die ster se chromosfeer sou plaas. Die meer verafgeleë metgesel is gevind op 77 AE van die hoofster af. 

In ander studies is geen bewyse van dié metgeselle gevind nie of is hulle bestaan weerspreek, maar die moontlikheid dat ’n nabye metgesel tot die algehele vloei bydra, is nooit volledig uitgesluit nie. In die 2000’s en 2010’s het tegnologiese vooruitgang vir die eerste keer hoëresolusie-interferometrie van Betelgeuse en sy omgewing moontlik gemaak, maar in dié pogings is geen metgeselle opgespoor nie.

In 2024 het twee studies bewyse van ’n metgeselster gevind. Een studie het bevind dat ’n ster of kompakte voorwerp van  wat nog nie direk waargeneem is nie, op ’n afstand van  die waarskynlikste verklaring sou wees vir Betelgeuse se 2 170-dae- sekondêre periodisiteit, wisselende radiale snelheid, en lae variasie in effektiewe temperatuur. ’n Tweede studie, uitgevoer deur ’n ander groep navorsers, het waarnemingsdata oor ’n eeu bestudeer en ook ’n nabye stermetgesel voorgestel, moontlik ligter en dowwer as die Son, met ’n wentelperiode van 5,78 jaar. Dit sal na verwagting binne 10 000 jaar deur Betelgeuse verswelg word. 

In Mei 2025 het studies gebaseer op UV- en X-straal-waarnemings die moontlikheid uitgesluit dat die metgesel ’n kompakte ster is, en voorgestel dat dit waarskynlik ’n jong stervoorwerp met 'n klein massa is. 

’n Moontlike direkte opsporing met 'n instrument van die Gemini-Noord-sterrewag in Hawaii is in Julie 2025 aangekondig, gebaseer op waarnemings wat in 2020 en 2024 gemaak is. In die 2020-data is geen teken van 'n metgesel gevind nie (soos voorspel is omdat dit toe direk in lyn met Betelgeuse self was). Die 2024-waarnemings het gedui op 'n moontlike metgesel. Dit is sowat 6 magnitudes dowwer as Betelgeuse by 466 nm. Die waarnemings dui daarop die metgesel is 1,6 sonmassas, wat groter is as wat verwag is, en waarskynlik ’n jong F-tipe voorhoofreeksster. Dit is nie 'n bevestigde opsporing nie, maar stem grotendeels ooreen met vorige voorspellings. Aangesien die naam Betelgeuse “die hand van al-Jawzā’” beteken, het die skrywers die naam Siwarha vir die waarskynlike metgeselster voorgestel, wat “haar armband” in Arabies beteken. Dié naam word sedert 22 September 2025 amptelik deur die IAU se werkgroep oor stername erken.

Verdere bewyse vir ’n metgesel kom uit spektroskopiese waarnemings wat in Januarie 2026 gepubliseer is. Beide die absorpsie deur omringende stof en die chromosferiese uitvloei het variasies getoon wat ooreenstem met ’n voorspelde oorgang van Siwarha voor Betelgeuse.

Verwysings

Skakels

 Oppervlakbeelde van Betelgeuse met COAST en die WHT
 Foto's op die webtuiste van die Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) 

Kategorie:Bayer-voorwerpe
Kategorie:Jagter (sterrebeeld)
Kategorie:Sterre met eiename
Kategorie:Flamsteed-voorwerpe
Kategorie:Henry Draper-voorwerpe
Kategorie:M-tipe superreuse
Kategorie:Dubbelsterre