Betelgeuse byter form i takt med Siwarha, stjärnan som kretsar inuti den

Betelgeuse, den röda superjätten som markerar Orions skuldra, är inte perfekt rund, och graden av avvikelse från rund form verkar följa en andra stjärnas rörelse. Nya radiokartor visar hur jättens yttre atmosfär sträcks ut till en svag oval när dess följeslagare, Siwarha, svänger ut till sin mest avlägsna punkt från stjärnan, för att sedan slappna av mot en cirkel när följeslagaren passerar framför eller bakom den.

Det mönstret är slående eftersom Siwarha inte kretsar kring Betelgeuse på ett tryggt avstånd. Den färdas genom jättens utsträckta atmosfär, lite mer än två gånger stjärnans radie från dess centrum, så den föränderliga formen fungerar som ringar på vattnet som avslöjar något som rör sig under ytan. ”Den här följeslagaren kretsar så nära stjärnan att den faktiskt passerar genom dess utsträckta atmosfär”, säger Lynn Matthews vid MIT Haystack Observatory, som ledde studien.

Samma observationer ger ett andra resultat. Atmosfären har till stor del återhämtat sig från den stora förmörkelsen, den episod då Betelgeuse bleknade till sin svagaste nivå på mer än ett sekel av mätningar. Gas som hade blivit ovanligt kall precis före förmörkelsen lyser nu vid omkring 3 500 kelvin, nära temperaturen på stjärnans synliga yta.

Betelgeuse är en av de två närmaste röda superjättarna, en massiv stjärna i slutskedet av sitt liv som en dag kommer att explodera som en supernova. Hur sådana stjärnor fäller sina yttre lager innan det händer formar det moln de lämnar efter sig, och en följeslagare som plöjer genom dessa lager är en ny ingrediens i berättelsen.

Hur radiovågor låter astronomer dissekera en stjärnas atmosfär

Teamet, som inkluderade forskare från Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, University of Manchester och Europeiska sydobservatoriet, kombinerade två instrument. Very Large Array i New Mexico täckte de lägre frekvenserna och ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array i Chile, täckte de högre. Tillsammans observerade de Betelgeuse vid sju frekvenser, från 22 till 485 gigahertz, i kampanjer mellan 2021 och 2026.

Varje frekvens kommer från ett annat djup. Högre frekvenser ser gas närmare den synliga ytan, lägre ser lager längre ut, så uppsättningen bygger en lager-för-lager-bild av atmosfären från strax ovanför ytan till flera gånger stjärnans radie. Betelgeuse är en av de största stjärnorna på himlen i skenbar storlek, så båda arrayerna upplöser den som en skiva snarare än en punkt. ”Det var kombinationen av de otroliga data från NSF:s VLA och ALMA som gav oss ett övertygande resultat här”, sa Matthews. ”Att vi kan använda dessa anläggningar för att faktiskt upplösa skivorna av närliggande stjärnor är fantastiskt.”

För varje bild anpassade teamet en elliptisk skiva och registrerade dess storlek, dess orientering, dess ljusstyrketemperatur och dess ellipticitet, ett mått på hur mycket formen avviker från en cirkel. De ställde sedan dessa ellipticiter mot följeslagarens förutsagda position, hämtad från en publicerad omloppsbana, och lade till tre tidigare mätningar från andra radiostudier.

De hade inget annat val än att leta efter Siwarha indirekt. Om man antar en stjärna med ungefär två gånger solens radie vid omkring 12 000 kelvin, skulle dess eget radioglöd vid 44 gigahertz vara ungefär 0,1 mikrojansky, mer än tio gånger för svagt för att detekteras inom någon rimlig observationstid. Även i de högsta ALMA-banden, där den skulle vara ljusare, faller den under bruset i bilderna. Under dessa ALMA-observationer satt följeslagaren också nästan framför stjärnan, bara omkring 23 milliarcsekunder från dess centrum.

Ett kallare lager, ett hetare skal och en stjärna tillbaka till det normala

Månader före den stora förmörkelsen fann en studie ledd av Matthews att Betelgeuses atmosfär vid 44 gigahertz hade sin lägsta ljusstyrketemperatur på 30 år, ett tecken på att en chockvåg från konvektion djupt inne i stjärnan hade stört den yttre gasen. Stjärnan kastade senare ifrån sig material som bildade stoft och delvis blockerade vår sikt av den.

De nya mätningarna visar att dessa temperaturer är tillbaka inom intervallet för radioobservationer tagna under ungefär de senaste tre decennierna. Vid 22 gigahertz når gasen omkring 3 500 kelvin vid ungefär 2,7 gånger stjärnans radie, jämförbart med yttemperaturen på mellan 3 476 och 3 650 kelvin. Den temperaturtoppen sitter nu längre ut än i mätningar gjorda före 2016, vilket författarna tolkar som en möjlig förändring i hur atmosfärens densitet avtar med höjden.

Närmare in, de högsta frekvenserna från ALMA, som når närmare ytan än någon tidigare radiomätning, fann gas vid omkring 2 200 kelvin vid 1,2 gånger radien. Det är mer än 1 000 grader kallare än den synliga ytan och bekräftar ett länge misstänkt temperaturminimum mellan ytan och den hetare kromosfären ovanför. Det kalla lagret sammanfaller med MOLsfären, ett skal av molekylär gas som härletts från infraröda observationer. Vid varje frekvens kommer radiotemperaturerna också ut lägre än de som härletts från ultraviolett ljus på samma höjder, vilket pekar på kall gas blandad med det heta kromosfäriska materialet.

För skalan: Betelgeuse spänner över omkring 44 milliarcsekunder på himlen. Placerad där solen är skulle dess synliga yta nå bortom Mars omloppsbana.

En följeslagare som tog decennier att fastställa

Betelgeuse har länge ljusnat och mörknat i två rytmer, en på omkring 400 dagar och en långsammare på omkring 2 100 dagar, nära sex år, vars orsak förblev oklar. Två oberoende studier drog slutsatsen att den långsamma cykeln kommer från en följeslagare som kretsar inuti den utsträckta atmosfären vid omkring 2,3 gånger stjärnans radie. Ett speckle-avbildningsteam rapporterade sedan en preliminär detektion och döpte den till Siwarha, arabiska för ”hennes armband”, en nick till Betelgeuses eget namn, ”al-Jawzas hand”. Namnet är nu officiellt hos Internationella astronomiska unionen.

Ytterligare bevis följde. Ultravioletta spektra från rymdteleskopet Hubble visade linjeformer och hastigheter som följer följeslagarens omloppsbana, vilket deras författare tolkade som ett kölvatten efter den. Den starkaste bekräftelsen kom från direkt avbildning med SPHERE-instrumentet på ESO:s Very Large Telescope, som detekterade följeslagaren på dess förutsagda position. Radioresultatet lägger till en annan typ av signatur: följeslagarens effekt på själva jättens form.

Vad radiokartorna inte avgör

Ellipticiteten är liten i varje band och varje epok, och trenden vilar på ett begränsat antal observationer spridda över omloppsbanan. Författarna beskriver resultatet som förenligt med periodiska störningar från följeslagaren, inte som ett bevis, och säger att fler epoker som täcker ett bredare spektrum av frekvenser och omloppsfaser behövs för att bekräfta det.

Det finns också en gåta i data. Ellipticiteten följer följeslagaren över frekvenser, men orienteringen av den bäst anpassade ovalen överensstämmer inte mellan dem. De högsta ALMA-banden placerar dess långa axel vid 31 till 47 grader, de två lägre ALMA-banden vid omkring 140 grader och VLA vid ungefär 90 till 120 grader. En möjlig förklaring är att varje frekvens provtar en annan skiva av en tredimensionell störning, såsom kölvattnet som föreslagits från Hubble-data, men det återstår att testas.

Teamet sökte också i bilderna efter ljusa fläckar eller asymmetrier nära följeslagarens förutsagda position och fann inga som entydigt kunde knytas till den, delvis på grund av den begränsade upplösningen vid vissa frekvenser och följeslagarens besvärliga position under de skarpaste observationerna. Naturen hos Siwarha själv, inklusive dess massa och typ, är fortfarande omdebatterad. Om den visar sig vara en ung, flammande stjärna, skulle den kunna producera variabel radioemission vid lägre frekvenser, omkring 5 till 10 gigahertz, som dessa observationer inte täckte.

Vanliga frågor om Betelgeuse och Siwarha

Vad är Siwarha?

Siwarha är Betelgeuses följeslagarstjärna. Den kretsar inuti den röda superjättens utsträckta atmosfär, vid omkring 2,3 gånger stjärnans radie, och fullbordar ett varv ungefär var 2 100:e dag. Dess namn betyder ”hennes armband” på arabiska och är nu en officiell IAU-beteckning.

Har Betelgeuse återhämtat sig från den stora förmörkelsen?

Vid radiovåglängder, till stor del ja. Ljusstyrketemperaturen vid 22 och 44 gigahertz, som nådde en 30-års lägsta nivå precis före förmörkelsen, är tillbaka inom intervallet som uppmätts under ungefär de senaste tre decennierna. Själva förmörkelsen, i slutet av 2019 och början av 2020, lämnade Betelgeuse på sin svagaste nivå på mer än ett sekel av mätningar.

Är Betelgeuse på väg att explodera?

Ingenting i denna studie pekar på en förestående supernova. Betelgeuse är en röd superjätte i slutskedet av sitt liv och förväntas explodera en dag, men dessa observationer följer beteendet hos dess yttre atmosfär, inte tillståndet i dess kärna.

Hur långt bort är Betelgeuse?

Uppskattningarna varierar. Denna studie antar ett avstånd på omkring 222 parsec, ungefär 720 ljusår, medan andra allmänt citerade siffror placerar stjärnan närmare, vid omkring 650 ljusår. Oavsett är den en av de två närmaste röda superjättarna till jorden.

Vad som kommer härnäst

Artikeln publicerades i The Astronomical Journal i september 2026, och National Radio Astronomy Observatory tillkännagav resultaten den 27 oktober. I teamets omloppstabell var följeslagaren precis förbi stjärnans bortre sida i april 2026 och på väg tillbaka mot sin nästa punkt för största separation, den typ av ögonblick då oval-effekten borde visa sig tydligast. Författarna vill ha nya epoker över fler frekvenser och omloppsfaser, och förväntar sig att Square Kilometre Array och Next Generation Very Large Array kommer att göra sådana mätningar rutinmässiga. Tills dess är det enda sättet att se Siwarha i radioljus att se Betelgeuse ändra form.

Referens: 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

Taggar: astronomi, ALMA, Betelgeuse, dubbelstjärnor, röd superjätte, Siwarha