2019/2020. gadu mijā Oriona zvaigznāja otrā spožākā zvaigzne strauji zaudēja spožumu, radot bažas, ka tā var eksplodēt. Latvijas Universitātes Lāzeru centra (http://www.lasercentre.lv/) vadošais pētnieks Laimons Začs sadarbībā ar doktorantu Kārli Puķīti veica Betelgeizes augstas izšķirtspējas spektru modelēšanu. Aprēķinos izmantoti augstas izšķirtspējas spektri, kas iegūti Eiropas Dienvidu Observatorijā ar spektrogrāfiem HARPS un UVES, kuros iemiesotas mūsdienu jaunākās tehnoloģijas. Rezultāti apstiprina turbulences ātruma pieaugumu un temperatūras pazemināšanos zvaigznes atmosfērā Lielā Aptumsuma laikā. Zinātniskie rezultāti tika publicēti Amerikas Astronomijas biedrības izdevumā Research Notes of the AAS (https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2515-5172/abdaac). Izmantojot LU Lāzeru centra infrastruktūru ir plānots eksperimentāli noteikt smago ķīmisko elementu atomu parametrus, kas nepieciešami spektru modelēšanai un Zemes atmosfēras piesārņojuma monitoringam. Pētījuma autori izsaka pateicību Latvijas Zinātnes Padomei par projekta LZP-2020/1-0088 “Zvaigžņu vēlo evolūcijas stadiju pētījumi izmantojot spektroskopijas jaunākās metodes un instrumentus” finansēšanu.
Vairums dabā sastopamo ķīmisko elementu ir sintezēti zvaigznēs, jo atomu kodolu apvienošanai (sintēzei) ir nepieciešama ļoti augsta temperatūra un spiediens, kādus mūsu civilizācija pagaidām uz Zemes nespēj nodrošināt. Zvaigznes eksplozija, ko zinātniskā literatūrā dēvē par supernovu, ir viens no veidiem, kā dabā veidojas smagāki atomi par dzelzi (ķīmiskais simbols Fe). Zvaigžņu eksplozijas Visumā notiek regulāri, taču mūsu Galaktikā, kuru dēvē arī par Piena Ceļu, pēdējo supernovu ar neapbruņotu aci novēroja astronoms Keplers tālajā 1604.gadā. Zvaigžņu teorētiskie modeļi gan liecina, ka supernova ir lielas masas zvaigznes normāls mūža noslēgums. Zvaigznes eksplozijas brīdī izdalās milzīga enerģija un neitroni, kuri strauji pievienojas zvaigznē esošajiem atomu kodoliem veidojot smagākus kodolus. Eksplozija sintēzes produktus izsviež apkārtējā telpā. Katrs zvaigznes dzīves cikls noved pie Visuma ķīmiskās bagātināšanās. Cilvēci šobrīd raizējas par savas dzīves telpas piesārņošanu ar smagajiem ķīmiskajiem elementiem, kurus paši izrakuši no Zemes dzīlēm.
2019.gada beigās Zemes civilizācijas nelielu daļu satrauca Betelgeizes spožuma strauja pavājināšanās, ko aizēnoja cīņa ar Covid-19 pandēmiju. Betelgeize ir viena no spožākajām zvaigznēm pie debesīm un tā atrodas salīdzinoši tuvu Saules sistēmai. Masīvas un tuvas zvaigznes eksploziju var uzskatīt par draudu jebkurai civilizācijai. Aprēķini rāda, ka eksplozijas brīdī Betelgeize būs tikpat spoža pie debesīm kā Mēness. Sprādziens radīs arī īsviļņu gamma uzliesmojumu, kas dzīvībai var būt letāls. Vairāki pētnieku kolektīvi pievērsās vispusīgai Betelgeizes izpētei, lai noskaidrotu, kas reāli notiek ar šo zvaigzni un prognozētu tās nākotni. Divu gadu pētījumi ir apkopoti vairāk kā 100 zinātniskos rakstos.
Zinātnieki nonākuši pie vienprātīga secinājuma, ka Betelgeizes eksplozija ir neizbēgama, taču pagaidām nav vienprātības, cik drīz tā notiks. Izmantojot atšķirīgas metodes ir iegūti pierādījumi, ka Lielā Aptumsuma laikā ir pieaugusi liela mēroga konvekcija un nestabilitāte zvaigznes atmosfērā, kas izraisīja vielas izvirdumus apkārtējā telpā un gaismas absorbciju Zemes virzienā. Pievienotajā attēlā (ESO autortiesības) Betelgeize ir redzama infrasarkanajā spektra diapazonā jeb siltuma staros. Lai labāk varētu saskatīt aukstākas vielas mākoņus Betelgeizes apkārtnē, milzīgā zvaigzne ir aizklāta ar melnu masku. Zvaigznes masa ir apmēram 20 reizes lielāka kā Saulei un pēc izmēriem tā līdzinās visai Saules sistēmai līdz pat Saturna orbītai. Vielas kustības (turbulences) ātrumu Betelgeizes atmosfērā noteicām izmantojot Doplera metodi, t.i. izmērot gaismas viļņa garuma nobīdi vai spektra līnijas platuma izmaiņas zvaigznes spektrā. Šo pašu metodi izmanto ceļu policisti reģistrējot ātruma pārkāpējus. Nav šaubu, ka Betelgeizes dzīves cikls strauji tuvojas noslēgumam, jo tās enerģētiskie resursi ir izsmelti. Zvaigznei konstatēts liels rotācijas ātrums ap savu asi, kas var paātrināt notikumu
gaitu. Zemes iemītniekiem šobrīd ir tikai dota iespēja sekot šai dabas izrādei, gūstot no tā noderīgu informāciju civilizācijas radīto problēmu risināšanai un savas izdzīvošanas nodrošināšanai nākotnē. Labā ziņa ir tā, ka Betelgeizes rotācijas ass nav vērsta Zemes virzienā. Tas visdrīzāk garantē, ka zvaigznes eksplozijai sekojošais gamma starojums Saules sistēmu neskars. Pētījumi turpinās, izmantojot arvien rafinētākas metodes. Eiropas Dienvidu Observatorijā (https://www.eso.org/public/about-eso/), pielietojot mūsdienu tehnoloģijas, tiek izstrādāti jaunākās paaudzes instrumenti Visuma izziņai, dodot unikālu pienesumu ne tikai Visuma pētniecībā, bet arī pasaules ekonomikas izaugsmē.
Laimons Začs, projekta LZP-2020/1-0088 vadītājs, Dr.phys, Latvijas ZA korespondētājloceklis