miniatura|Betelgeuse Betelgeuse (Alfa d'Orió / α Orionis, pronunciat /ˈbɛ.təl.ʒəu.zə/) és un estel supergegant roig a la constel·lació d'Orió, la segona més brillant d'aquesta constel·lació després de Rigel. És de gran interès astronòmic, ja que , un supergegant roig semiregular variable (tipus SRc) amb una magnitud aparent d'entre 0,0 i 1,3, l'interval més ampli de qualsevol estel de primera magnitud, i és un dels vèrtexs del triangle hivernal que a més marca el seu centre. Marca l'espatlla dreta del gegant mitològic Orió (el caçador), encara que des de la Terra es veu a l'esquerra i a la part superior de la constel·lació, dominant el cel hivernal. La seva proximitat, combinada amb la seva grandària, fan que sigui un dels pocs estels dels quals es pot obtenir una imatge del seu disc (vegeu-ne la imatge a la part inferior). Seria l'estel més brillant del cel nocturn si l'ull humà pogués veure totes les longituds d'ona de la radiació.
El nom és una corrupció de l'àrab يد الجوزا, yad al-jawzā, o 'la mà de qui és al centre', que durant l'edat mitjana i el Renaixement, en les traduccions al llatí, es convertí en Betelgeuse.
Es tracta d'una supergegant vermella de tipus espectral M1-2 i és una de les estrelles més grosses visibles a ull nu. Si Betelgeuse fos al centre del sistema solar, la seva superfície s'estendria més enllà del cinturó d'asteroides, envoltant completament les òrbites de Mercuri, Venus, la Terra, Mart, i possiblement Júpiter. No obstant això, hi ha altres supergegants vermelles a la Via Làctica que podrien ser més grans, com ara Mu Cephei, VV Cephei A, i VY Canis Majoris. Els càlculs de la seva gamma de masses lleugerament inferiors a deu o una mica més de vint vegades superior a la del sol. Es calcula que és a 640 anys llum, produint una magnitud absoluta de −6. Amb menys de 10 milions d'anys de vida, Betelgeuse ha evolucionat ràpidament per la seva alta massa. Havent estat expulsat del seu lloc de naixement de l'associació estel·lar OB1 d'Orió—que inclou les estrelles del cinturó d'Orió—aquesta estrella fugitiva s'ha observat que es mou a través del medi interestel·lar a una velocitat de 30 km/s, creant un xoc en arc de més de quatre anys llum d'amplada. Actualment en una fase final de l'evolució estel·lar, es preveu que la supergegant exploti com una supernova en els propers milions d'anys.
El 1920, Betelgeuse es va convertir en la primera estrella extrasolar en tenir la mida angular de la seva fotosfera mesurada. Diversos estudis posteriors coincideixen en un diàmetre angular (mida aparent) que van des de 0,042 a 0,056 segons d'arc, amb les diferències atribuïdes a la no esfericitat, enfosquiment vers el limbe, pulsacions, i una aparença diferent en diverses longituds d'ona. També està envoltat per un embolcall complex i asimètric aproximadament 250 vegades la mida de l'estrella, causada per la pèrdua de massa de l'estrella mateixa. El diàmetre angular de Betelgeuse només queda superat per R Doradus (i el sol).
Nomenclatura α Orionis (llatinitzat a Alpha Orionis) és la nomenclatura de Bayer de l'estrella. El nom tradicional Betelgeuse es deriva de la llengua àrab , que significa 'l'axil·la d'Orió', o , que significa 'la mà d'Orió' (vegeu més avall). El 2016, la Unió Astronòmica Internacional va organitzar un grup de treball sobre noms d'estrelles (WGSN) per catalogar i estandarditzar noms propis per a les estrelles. El primer butlletí de WGSN de juliol de 2016 que va incloure una taula dels dos primers lots de noms aprovats per la WGSN, que van incloure Betelgeuse per a aquesta estrella. Ara està introduït al catàleg de noms d'estrelles de la UAI.
Història observacional Betelgeuse i la seva coloració vermella s'ha observat des de l'antiguitat; l'astrònom clàssic Ptolemeu va descriure el seu color com a ὑπόκιρρος (hipókirros), terme que posteriorment va ser descrit per un traductor de Zij-i Sultani d'Ulugh Beg com a rubedo, que del llatí significa 'rubicund'.Stella lucida in umero dextro, quae ad rubedinem vergit. "Estel brillant a l'espatlla dreta, que s'inclina cap a la rubicundesa." Al , abans dels sistemes moderns de classificacions estel·lars, Angelo Secchi incloïa Betelgeuse com un dels prototips per a les seves estrelles de classe III (taronja a vermell). Per contra, tres segles abans de Ptolemeu, els astrònoms xinesos van observar que Betelgeuse tenia una coloració groga; si és precís, aquesta observació podria suggerir que l'estrella estigués en una fase de supergegant groga al voltant de l'inici de l'era cristiana, una possibilitat donada la recerca actual sobre el complex entorn circumestel·lar d'aquestes estrelles. Va ser una de les primeres estrelles de les quals es va poder mesurar el seu diàmetre per mètodes interferomètrics i es va trobar que el diàmetre era variable, entre 290.000.000 km i 480.000.000 km. En el màxim diàmetre, l'estrella s'estendria més enllà de l'òrbita de Mart si ocupés el lloc del Sol.
Descobriments recents miniatura|esquerra|upright=0.8|Sir John Herschel el 1867 La variació en la brillantor de Betelgeuse va ser descrita per primera vegada el 1836 per John Herschel, quan va publicar les seves observacions en Outlines of Astronomy. De 1836 a 1840, va notar canvis significatius de magnitud quan Betelgeuse va quedar fora de Rigel a l'octubre de 1837 i altre cop al novembre de 1839. Es va seguir un període de deu anys de descans; llavors, el 1849, Herschel va assenyalar un altre cicle curt de variabilitat, que va arribar al seu punt màxim el 1852. Els observadors posteriors van registrar inusualment màximes elevades amb un interval d'anys, però només petites variacions de 1957 a 1967. Els registres de l'Associació Americana d'Observadors d'Estrelles Variables (AAVSO) mostren una brillantor màxima de 0,2 en 1933 i 1942, i un mínim de 1,2, observat en 1927 i 1941. Aquesta variabilitat en la brillantor pot explicar per què Johann Bayer, amb la publicació de la seva Uranometria en 1603, va designar l'estrella alpha, ja que probablement rivalitzava amb el que normalment més brillant Rigel (beta). Des de les latituds àrtiques, el color vermell de Betelgeuse i la seva ubicació més alta al cel que Rigel va significar que els Inuit la consideraven més brillant, i tenia el nom local de Ulluriajjuaq "gran estrella".
El 1920, Albert Michelson i Francis Pease van muntar un interferòmetre de 6 metres sobre un telescopi de 2,5 metres a l'Observatori de Mount Wilson. Ajudats per John Anderson, van mesurar el diàmetre angular de Betelgeuse a 0,047", una xifra que va donar lloc a un diàmetre de 3,84 × 108 km (2,58 ua) basat en un valor de paral·laxi de 0,018". Tanmateix, els efectes d'enfosquiment i mesurament van donar lloc a una incertesa sobre la precisió d'aquestes mesures.
Els anys cinquanta i seixanta van veure dos esdeveniments que podrien afectar la teoria de convecció estel·lar en supergegants vermelles: els projectes Stratoscope i la publicació en 1958 de Structure and Evolution of the Stars, principalment el treball de Martin Schwarzschild i el seu company a la Universitat de Princeton, Richard Härm. Aquest llibre va difondre idees sobre com aplicar tecnologies informàtiques per crear models estel·lars, mentre que els projectes Stratoscope, mitjançant telescopis amb globus per sobre de la turbulència de la Terra, van produir algunes de les millors imatges de grànuls i taques solars mai vistes, confirmant així l'existència de convecció a l'atmosfera solar.
Avenços d'imatges miniatura|Imatges UV del HST el 1988/9 de Betelgeuse mostrant pulsacions asimètriques amb els corresponents perfils de línia espectral Els astrònoms de la dècada de 1970 van experimentar alguns avanços importants en la tecnologia d'imatges astronòmiques amb l'invenció de l'interferometria de clapejat per part d'Antoine Labeyrie, un procés que va reduir significativament l'efecte borrós causat per la visió astronòmica. Va augmentar la resolució òptica dels telescopis terrestres, permetent mesures més precises de la fotosfera de Betelgeuse. Amb millores en el telescopi infraroig de Mount Wilson, Mount Locke i Mauna Kea a Hawaii, els astrofísics van començar a mirar cap a les complexes closques circumestel·lars que envoltaven la supergegant, fent que sospitessin de la presència d'enormes bombolles de gas resultants de la convecció. Però no va ser fins a finals de la dècada de 1980 i principis de la dècada de 1990, quan Betelgeuse es va convertir en un objectiu habitual d'interferometria amb màscara d'obertura, malgrat els avenços que es van produir amb la fotografia de llum visible i infraroja. Per primer cop John E. Baldwin i companys del Grup d'Astrofísica Cavendish, la nova tècnica va emprar una petita màscara amb diversos forats en el pla de la pupil·la del telescopi, convertint l'obertura en una matriu interferomètrica ad-hoc. La tècnica va aportar algunes de les mesures més precises de Betelgeuse alhora que mostrava punts brillants a la fotosfera de l'estrella. Aquestes van ser les primeres imatges òptiques i infraroges d'un disc estel·lar que no fos el sol, preses primer per interferòmetres terrestres i posteriorment a partir d'observacions d'alta resolució del telescopi COAST. Els "pegats brillants" o "punts d'interès" observats amb aquests instruments semblava corroborar una teoria exposada per Schwarzschild dècades abans de les cel·lulès de convecció massives dominant la superfície estel·lar.
El 1995, la càmera d'objectes febles del Telescopi espacial Hubble va capturar una imatge ultraviolada amb una resolució superior a la obtinguda per interferòmetres terrestres—la primera imatge convencional del telescopi (o "imatge directa" en la terminologia de la NASA) del disc d'una altra estrella. Com que la llum ultraviolada és absorbida per l'atmosfera de la Terra, les observacions en aquestes longituds d'ona són millor realitzades per telescopis espacials. Igual que les imatges anteriors, aquesta imatge contenia un pegat brillant que indicava una regió al quadrant sud-oest més calenta que la superfície estel·lar. Els espectres ultraviolats posteriors realitzats amb l'espectrògraf d'alta resolució Goddard van suggerir que el punt calent era un dels pols de rotació de Betelgeuse. Això donaria a l'eix de rotació una inclinació d'uns 20° a la direcció de la Terra, i un angle de posició del Nord celeste de 55°.
Estudis recents En un estudi publicat el desembre de 2000, es va mesurar el diàmetre de l'estrella amb l'Interferòmetre Espacial Infraroig (ISI) a longituds d'ona de l'infraroig mig produint una estimació enfosquida de les extremitats de 55,2 ± 0,5 mil·lisegons d'arc (mas)—una xifra totalment coherent amb les troballes de Michelson vuitanta anys abans. En el moment de la seva publicació, la paral·laxi estimada de la missió Hipparcos va ser de 7,63 ± 1,64 mas, produint un radi estimat per a Betelgeuse de 3,6 ua. Tanmateix, un estudi interferomètric infraroig publicat el 2009 va anunciar que l'estrella s'havia reduït en un 15% des del 1993 a un ritme creixent sense una disminució significativa de magnitud. Les observacions posteriors suggereixen que la contracció aparent pot ser deguda a l'activitat de la closca en l'ambient estès de l'estrella.