Бетельгейзе — самая яркая звезда в созвездии Ориона в последнее время стала довольно тусклой, как сотни других на небе. Это вызвало большой ажиотаж и обсуждение, ведь судьба Бетельгейзе дано рассчитана – гибель в яркой вспышке сверхновой, притом в течении ближайших нескольких тысяч лет.
Взрыв Бетельгейзе может случиться сегодня или завтра, или через тысячу лет. Точный срок не может предсказать никто. Поэтому необычайно сильное падение яркости этой звезды и вызывает столько разговоров, ведь с ней явно что-то происходит. Давайте познакомимся с ней поближе, вдруг она и в самом деле станет одним из ярчайших событий столетия, в буквальном смысле.
Содержание:
Звезда Бетельгейзе на небе
Все, кто хоть раз поднимал глаза на ночное зимнее небо, видел в его южной части красивую и запоминающуюся фигуру, перепоясанную поясом из трёх звёзд. Это созвездие Ориона, одно из самых ярких и выразительных, к тому же, богатое на достопримечательности. Оно появляется на небе в октябре на юго-востоке, а скрывается в апреле на западе.
Созвездие Орион и Бетельгейзе зимой.
Верхняя левая звезда этого созвездия выглядит красноватой. Это на самом деле красный сверхгигант – Бетельгейзе. Благодаря ярко выраженному цвету найти эту звезду очень просто.
Хотя Бетельгейзе и считается самой яркой звездой Ориона, на самом деле его яркость меняется в пределах от 0.0 до +1.2 m. В этом нет ничего странного, ведь этот сверхгигант пульсирует, меняя свой размер, и такое изменение яркости известно давно. Поэтому Бетельгейзе относится к переменным звёздам. Но даже в минимуме блеска он остаётся одной из самых ярких звёзд на небе.
Что мы знаем о Бетельгейзе
На самом деле об этой звезде известно не так уж и много. Дело в том, что определить до неё точное расстояние очень сложно. Она расположена достаточно далеко, чтобы метод годичного параллакса был практически бесполезен. К тому же, Бетельгейзе не имеет другой звезды-компаньона, что облегчило бы определение расстояния. Зная его, можно рассчитать многие другие характеристики, поэтому это один из главных параметров. Учёные оценивают среднее расстояние до Бетельгейзе примерно в 650 световых лет.
Известно, что Бетельгейзе – одна из крупнейших звёзд, известных учёным. В ходе своих пульсаций этот сверхгигант может менять размер от 500 до 800 солнечных. По некоторым оценкам Бетельгейзе больше Солнца в 1200 раз. В его объёме поместилось бы 300 миллионов таких звёзд, как наше Солнце! А если бы Бетельгейзе оказался в центре Солнечной системы, он бы поглотил все планеты вплоть до Марса, а при расширении – до Юпитера.
Сравнительные размеры Солнца и Бетельгейзе.
Благодаря огромным размером звезды, учёным удалось получить изображение непосредственно её диска и даже пятен на нём. А его угловой диаметр был измерен еще в 1920 году – он составляет в среднем 0.047”, но постоянно меняется.
Фото Бетельгейзе, полученное телескопом ALMA.
Почему Бетельгейзе меняет яркость
Бетельгейзе пульсирует и синхронно меняется поток излучаемого света. Ведь при расширении звезды излучающая поверхность намного увеличивается, а потом уменьшается. В минимуме Бетельгейзе излучает света в 80 000 раз больше, чем Солнце, а в максимуме – в 105 000 раз больше.
Эта звезда относится к полуправильным переменным, то есть её яркость меняется непредсказуемо, однако прослеживается некий период в 420-430 дней. Обычно яркость меняется от 0 до 1.2 m.
Колебания яркости Бетельгейзе за последние полвека. В 2020 году она упала до исторического минимума.
Пульсация красных сверхгигантов – это их особенность. Процесс этот происходит из-за нестабильности. Когда звезда сжата, в неё повышается давление и растёт температура, из-за чего она начинает раздуваться. Когда звезда достигает большого размера, её внешняя оболочка становится разреженнее и прозрачнее, и сквозь неё излучение проходит свободно. В итоге поверхность остывает и звезда снова начинает сжиматься под действием гравитации. Потом снова начинается разогрев и всё повторяется снова. Так газовое давление и гравитация вызывают пульсации размера, а из-за этого меняется и яркость.
Однако все процессы, вызывающие пульсации, происходят в верхних слоях и никак не связаны с тем, что происходит внутри. Поэтому переменность звезды и её периодические расширения вовсе не означают, что в её глубоких слоях происходит что-то необычное.
Самое большое падение яркости за всю историю произошло недавно — конце 2019 и начале 2020 года. Это вызвало большую шумиху и многие ожидали взрыва Бетельгейзе, но этого не произошло. Яркость начала падать с октября и к 4 января упала до +1.4 m, то есть превысила обычные пределы. В декабре учёным с помощью Очень Большого Телескопа удалось обнаружить, что форма диска звезды изменилась. Предполагается, что у звезды произошли мощные выбросы звёздной пыли, которые распространились и в сторону Земли, сильно ослабив свет. Наличие пылевых облаков вблизи Бетельгейзе подтверждено в декабре 2019 года с помощью спектрометра.
С 7 по 13 февраля 2020 года блеск Бетельгейзе держался на рекордно низком уровне + 1.614 m, а потом стал постепенно увеличиваться. В целом это падение вписывается в обычный период колебаний, просто был несколько сильнее обычного из-за образования мощных пылевых облаков, заслоняющих свет звезды.
Судьба Бетельгейзе
Жизнь красного сверхгиганта длится недолго. Дело в том, что звезда становится такой, если имеет массу больше 10 солнечных и уже сожгла все свои запасы водорода. После этого начинает выгорать гелий, а температура в недрах достигает миллиардов градусов. Этого хватает, чтобы ядра углерода начали сливаться и образовывать магний, неон, и кислород. Различные вещества накапливаются и тоже вступают в реакции, и в итоге у звезды образуется железное ядро – конечный результат всех процессов.
Бетельгейзе с расстояния 28 а.е.
Как только начинает образовываться железо, процесс слияния ядер начинает идти не с выделением, а с поглощением энергии, и конец звезды не за горами. Железное ядро занимает центр звезды, а протекающие рядом ядерные реакции не смогут обеспечить светимость звезды. Её устойчивость нарушается и она коллапсирует под действием гравитации, то есть просто схлопывается. Образуется мощнейшая ударная волна, которая разбрасывает остатки звезды по окружающему пространству – вспыхивает сверхновая. Итогом этого апокалипсиса становится черная дыра или нейтронная звезда.
Эта судьба ожидает и Бетельгейзе. Мы не можем точно сказать, на какой стадии он находится. Ясно, что он давно сжёг свой водород и гелий, и вот уже несколько тысяч лет сжигает углерод и синтезирует магний. Сколько будет длиться эта фаза, сказать трудно, но ясно одно – каждый последующий этап будет протекать всё быстрее.
Иначе говоря, сжигание углерода занимает всего несколько тысяч лет, а после него этапы будут меняться всего за сотни лет. Образование железного ядра произойдёт очень быстро, и тогда Бетельгейзе в любой момент взорвётся сверхновой. Вполне возможно, что накопление железа в недрах звезды уже идёт.
Как мы узнаем, если случится взрыв Бетельгейзе?
Конечно, когда это произойдёт, мы это увидим – сверхновая будет сверкать ярче любой другой звезды на небе. Её яркость достигнет –9 m, и она будет сверкать, как Луна. Возможно, её будет видно даже днём. И она станет мощным источником рентгеновского излучения, хотя его фон для нас будет в разы меньше солнечного. Так что опасность Земле не грозит в любом случае.
Но можно ли узнать заранее, что Бетельгейзе готовится взорваться? Да, такой способ есть – это нейтринный сигнал. Нейтрино беспрепятственно проходит через толщу звезды, а учёные имеют специальные детекторы, которые могут улавливать эти частицы.
Так вот, когда в недрах Бетельгейзе начнёт сжиматься и превращаться в нейтронную звезду, температура там достигнет 10 миллиардов градусов. Там будет выделяться просто невообразимое количество энергии, и большая её часть будет уноситься именно мощным потоком нейтрино. А так как эти частицы не встречают никаких препятствий, то достигнут Земли быстрее, чем любое другое излучение.
Конечно, весь процесс будет протекать очень бурно и быстро и засечь поток нейтрино от Бетельгейзе мы сможем всего за 3-7 дней до самой вспышки сверхновой.
Вот такая это звезда – красный сверхгигант Бетельгейзе, альфа Ориона. Найдите его на небе, ведь очень скоро по космическим меркам его не станет. Однако смерть этой звезды будет такой эффектной, что о ней сложат легенды.
