Betelgeuze — een van de meest opvallende sterren aan de noordelijke hemel, een rode superreus in het sterrenbeeld Orion — houdt astronomen al lang in spanning. Eind 2019 en begin 2020 werd zij plotseling zwakker dan in de hele eeuw van waarnemingen daarvoor. Deze ‘Grote Verduistering’ leidde tot een golf van speculatie over een mogelijk naderend einde van de ster. Maar na de eerste opwinding bleek iets subtielers en onverwachters.
Nieuwe waarnemingen met de radiotelescopen NSF VLA en ALMA, uitgevoerd van 2021 tot 2026, toonden aan dat de atmosfeer van Betelgeuze zich in het algemeen heeft hersteld. De temperatuurhelderheid op dezelfde frequenties waar eerder een ongewone koude werd gemeten, is teruggekeerd naar meer gebruikelijke waarden. Op ongeveer 2,7 van de straal van de ster is het gas weer opgewarmd tot ongeveer 3500 kelvin. En dichter bij het oppervlak, op ALMA-frequenties die voor het eerst zo diep in de sterrenschil doordrongen, werd een duidelijk temperatuurminimum gevonden — ongeveer 2200 kelvin. Dit bevestigt het bestaan van een ‘moleculaire sfeer’, die lange tijd alleen uit infraroodgegevens was afgeleid.
De belangrijkste ontdekking betreft niet de temperatuur, maar de vorm. Betelgeuze blijkt niet altijd rond te zijn. Haar uitgestrekte atmosfeer wordt enigszins uitgerekt en wordt weer ronder, afhankelijk van de positie van een onlangs ontdekte metgezel. Deze metgezel kreeg de naam Siwarha — ‘haar armband’ in het Arabisch (Betelgeuze zelf betekent ‘de hand van al-Djauza’). Hij draait op een afstand van slechts ongeveer twee stralen van de superreus, en doorkruist in feite de buitenste lagen van de atmosfeer.
Siwarha zelf is te zwak om rechtstreeks op radiogolven te zien. Maar zijn aanwezigheid laat sporen na. Wanneer de metgezel zich op de positie van grootste zichtbare verwijdering bevindt, wordt de atmosfeer van Betelgeuze merkbaar langwerpiger. Wanneer hij ‘voor’ of ‘achter’ langsgaat, is de vorm ronder. Het lijkt erop dat men aan de rimpelingen op het water de beweging kan afleiden die onder het oppervlak verborgen is. De metgezel verstoort blijkbaar het gas en laat een soort spoor achter, en vervormt de schil van zijn gastheer licht door zijn zwaartekracht.
Deze nauwe nabijheid helpt ook de raadselachtige lange helderheidscyclus van Betelgeuze te verklaren — van ongeveer 2100 dagen, ofwel ongeveer zes jaar. Vroeger bleef de oorsprong daarvan onduidelijk. Nu komt er een natuurlijke oorzaak naar voren: de periodieke invloed van de metgezel.
Deze resultaten staan in het wetenschappelijke artikel ‘New Spatially Resolved Observations of Betelgeuse from the VLA and ALMA: Evidence for Atmospheric Perturbations from a Close Companion’, dat is aanvaard voor publicatie in het tijdschrift The Astronomical Journal. De auteurs zijn Lynn D. Matthews van het Haystack-observatorium van het Massachusetts Institute of Technology, A. K. Dupree van het Harvard-Smithsonian Centrum voor Astrofysica, A. M. S. Richards van de Universiteit van Manchester en W. R. F. Dent van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht / ALMA. De preprint staat op arXiv (arXiv:2608.02847). De nieuwigheid van het werk is dat voor het eerst met ruimtelijk opgeloste radiogegevens op zeven frequenties — van 22 tot 485 gigahertz — de correlatie kon worden gevolgd tussen de ellipticiteit van de atmosfeer van Betelgeuze en de orbitale fase van de metgezel. Eerdere onderzoeken veronderstelden het bestaan van Siwarha slechts op basis van fotometrie, radiale snelheden en recente optische beelden. Nu is haar invloed rechtstreeks vastgelegd via verstoringen van de gasvormige schil. Bovendien bevestigden metingen zo dicht bij de fotosfeer voor het eerst het temperatuurminimum en toonden zij het herstel van de atmosfeerparameters na de Grote Verduistering, evenals een mogelijke evolutie van het dichtheidsprofiel.
De waarnemingen omvatten zeven frequenties. Verschillende golven ‘zien’ verschillende diepten van de atmosfeer, waardoor de wetenschappers laag voor laag een beeld konden opbouwen. Onderzoeksleider Lynn Matthews merkt op: juist de combinatie van de mogelijkheden van VLA en ALMA gaf een overtuigend resultaat. Het vermogen om de schijven van nabije sterren op zulke schalen op te lossen is op zichzelf al indrukwekkend.
Voorlopig bestrijken de gegevens slechts een deel van de baan. Er zijn aanvullende metingen nodig, vooral op frequenties die nog onvoldoende zijn uitgewerkt. Toekomstige instrumenten zoals de Next Generation Very Large Array beloven dergelijk onderzoek routinematiger en nauwkeuriger te maken.
Dit alles speelt zich af op honderden lichtjaren afstand, op schalen waar één ster zo groot is als de baan van Jupiter en haar atmosfeer zich nog verder uitstrekt. Een kleine, bijna onzichtbare metgezel doorkruist deze enorme schil, verandert licht haar vorm en beïnvloedt mogelijk hoe de superreus in de laatste fasen van zijn leven materie verliest. Miljarden tonnen gas, schokgolven, moleculaire schillen, orbitale verstoringen — alles is verbonden in één fijn afgestemd systeem. En ergens ver in de kosmos leeft dit systeem zijn eigen leven voort, terwijl wij pas beginnen de details ervan te onderscheiden.
