Главная » Статьи » События » Бетельгейзе начала снова тускнеть, но «вне циклов»

Бетельгейзе начала снова тускнеть, но «вне циклов»

Как только все решили, что цикл смены яркости красного гиганта Бетельгейзе закончился, как звезда снова стала странно себя вести. При этом новое затемнение никак не вяжется с зафиксированным циклом изменения яркости.

Бетельгейзе, находящаяся на расстоянии 700 световых лет от нас в созвездии Ориона и одна из самых ярких звезд на небе, представляет огромный интерес и для ученых, и для людей, увлекающихся астрономией. Эта звезда очень старая — ей примерно 8−8,5 миллионов лет, и она находится на пороге смерти.

Звезда в 10−25 раз массивнее Солнца и большую часть своей жизни была горячей, бело-голубой массивной звездой. Теперь водород в ее недрах закончился и начался процесс превращения гелия в углерод и кислород. Как только в ней закончится и гелий, она начнет формировать все более тяжелые элементы, что приведет к накоплению железа в ядре. В конце концов, она превратится в сверхновую — через несколько десятков тысяч лет.

Мы уже писали о загадочном мерцании Бетельгейзе (яркость менялась на 25% с сентября 2019 года по февраль 2020 года), а также о том, что оно подошло к концу и звезда, вроде бы, возвращается в норму, как вдруг ученые заметили аномалию яркости свечения.

Свет Бетельгейзе колеблется в соответствии с регулярными циклами. Самый длинный из этих циклов составляет около 5,9 лет, а другой — всего 425 дней. Во время недавнего мерцания циклы наложились, но оказалось, что новое событие не имеет к ним никакого отношения.

Астрономы уверены, что это было некое подобие чиха — Бетельгейзе выбросила огромную массу материала, которая на время частично закрыла свет звезды. Такие события достаточно часто происходят, если звезда пребывает в столь почтенном возрасте.

«Мы постоянно наблюдаем подобное поведение красных сверхгигантов, и это нормальная часть их жизненного цикла, — говорит астроном Эмили Левеск из Вашингтонского университета. — Красные сверхгиганты время от времени будут выбрасывать материал, который затем скапливается вокруг звезды в виде пыли. По мере охлаждения и рассеивания частицы пыли будут поглощать часть света и закрывать нам обзор».

Итак, тайна раскрыта. Новое затемнение также необходимо исследовать. Следующий пик яркости Бетельгейзе ожидается в сентябре 2020 года. Следовательно, она должна становиться все ярче на протяжении ближайших семи месяцев. Тускнеть снова Бетельгейзе начнет в апреле 2021 года.

Источник: https://www.popmech.ru/science/news-609753-betelgeyze-nachala-snova-tusknet-no-vne-ciklov/

Бетельгейзе скорее всего перешла в завершающую фазу эволюции, которая может закончиться взрывом Сверхновой. Фазу красного гиганта пройдут многие звёзды, включая Солнце, но для взрыва по сценарию Сверхновой их исходная масса должна быть выше некоторого критического значения — около 8—10 масс Солнца. У звёзд с массой порядка солнечной в конце фазы красного гиганта ожидается сброс планетарной туманности без взрыва и превращение звезды в белый карлик. В последнее десятилетие звезда Бетельгейзе чаще всего упоминается именно в этом контексте — как объект, который из-за своей огромной массы «вскоре» должен взорваться на наших глазах и каким-то образом повлиять на привычное течение вещей. С точки зрения астрофизики, в этой истории есть сразу несколько моментов, усложняющих картину.

Если углубиться в вопрос дальше, то неопределённость только возрастает. Картина, в которой ветки эволюции звёзд привязаны к их массам, а звезду — красный сверхгигант ждёт взрыв Сверхновой — это сильное упрощение. И не всегда взрыв сверхновой происходит именно на стадии красного сверхгиганта. Ближайший по времени пример — это сверхновая SN 1987 A в Большом Магеллановом Облаке, которая взорвалась на стадии голубого гиганта. По другим внегалактическим вспышкам можно сказать, что взорваться звезда-гигант может на почти любой стадии и относиться при этом к почти любому спектральному классу. Итак: мы не вполне уверены даже, что звезда в принципе способна взорваться как Сверхновая и что она взорвётся именно на этой стадии. Но предположим, что она всё же взорвётся по написанному для неё сценарию.

Когда и где?

Первый вопрос — когда. Предсказать это пока невозможно. Нельзя даже дать прогноз о том, случится ли это в ближайшие тысячи или через несколько миллионов лет. В научно-популярных статьях на эту тему встречаются утверждения о сроках: 2—3 тысячи лет; порядка сотни тысяч лет, и — наконец — около нескольких миллионов лет. Вероятно, в каждом случае источником выступает та или иная модельная оценка, встретившаяся авторам в разных научных публикациях.

Насколько мы сейчас представляем физику процесса, «предсказать» взрыв звезды всё же можно, но только за несколько часов. Ожидается, что предвестником вспышки Сверхновой будет всплеск потока нейтрино: они беспрепятственно покинут область звезды, в то время как «взрывная волна» будет некоторое время тормозиться в её глубине, пока не вырвется на поверхность. Здесь ситуация отдалённо похожа на вспышки на Солнце: их предвестники в виде всплесков электромагнитного излучения достигают Земли со скоростью света, в то время как явления, связанные с термоядерными реакциями и конвекцией, становятся заметными с некоторой задержкой.

Бетельгейзе — снимок радиотелескопа ALMA.

За последние 400 лет ни одной такой вспышки в нашей Галактике, доступной для наблюдения, не было. Ближайшая к Солнечной системе вспышка Сверхновой за это время — та самая SN 1987 А в соседней галактике-спутнике. Но есть несколько возможных кандидатов на эту роль в ближних окрестностях (несколько сот световых лет), и Бетельгейзе — только самая популярная из таких звёзд. Кроме неё, в том же созвездии Ориона есть целая группа сверхмассивных звёзд, которые рискуют закончить взрывом сверхновой. Это, например, Ригель (Бета Ориона) и звёзды «пояса Ориона». Они находятся на примерно одинаковом расстоянии от Солнечной системы и родились в одной и той же космической структуре, которая проявляется как множество туманностей и звёздных скоплений на этом участке неба в Орионе. На другой стороне небесной сферы, примерно там, где созвездие Скорпиона, есть «парная» к Ориону структура — ассоциация ярких звёзд и молекулярных облаков на сопоставимом расстоянии в несколько сот световых лет — OB-ассоциация Скорпиона-Центавра. О закономерностях расположения ярких звёзд вблизи Солнечной системы мы писали ранее. Звезда — красный гигант Антарес в Скорпионе может рассматриваться на тех же основаниях, что и Бетельгейзе, то есть как такой же кандидат на «скорый» взрыв сверхновой.

В историческое время взрывы сверхновых случались. Крабовидная туманность в созвездии Тельца — остаток Сверхновой, вспышка которой наблюдалась в 1054 году и которую подробно описали китайские астрономы. Звезда была настолько яркой, что её можно было видеть даже днём. Это первая туманность, которую удалось отождествить со взрывом звезды, отображённым в исторических наблюдениях. Но взорвавшаяся звезда-прародитель находится гораздо дальше, чем описанные выше ближние звёздные скопления пояса Гулда (то есть ассоциации Ориона, Скорпиона и пр.) — до неё около 6500 световых лет. Сразу две галактических сверхновых с интервалом в 30 лет были доступны прямому наблюдению в Новое время — это Сверхновая Тихо Браге SN 1572 в Кассиопее и Сверхновая Кеплера SN 1604 в Змееносце, и обе они находились на таких же солидных расстояниях от Солнечной системы.

Крабовидная туманность (Crab Nebula), или Messier 1 — зарисовка середины XIX века.

В конце 2019 — начале 2020 годов Бетельгейзе продемонстрировала необычайное уменьшение яркости, потускнев до +1,6m к февралю (обычная её яркость около +0,5m) — и многие опять заговорили о близком взрыве. Но затем яркость звезды восстановилась до обычных значений. Ранее, в 2009—2010 году, астрономы заметили аналогичную аномалию: кроме колебаний яркости, зафиксировали быстрое изменение размеров звезды. И, по-видимому, версия о скором взрыве именно Бетельгейзе в научно-популярных изданиях берёт начало с тех времён. Бетельгейзе — одна из немногих звёзд, которые мы можем исследовать не только как точечные объекты, в частности, получать представление об изменении их формы и размеров. Уменьшение размера логично связать с надвигающимся гравитационным коллапсом из-за выгорания вещества звезды и скорым инициированием взрывной цепи термоядерных реакций. Но затем звезда в очередной раз восстановилась до нормального состояния. Такие колебания происходят всегда: Бетельгейзе — долгопериодическая пульсирующая звезда с доминирующим периодом около 400 дней, у неё меняется как яркость, так и размеры, и механизмы этого пока не очень понятны. Можно ожидать очередного увеличения яркости где-то в сентябре 2020 года, а следующего минимума — в апреле 2021 года. Поскольку в конце весны-начале лета Бетельгейзе на небесной сфере находится близко к Солнцу, её исследование планируют при помощи солнечных орбитальных телескопов, в частности, с использованием миссии STEREO.

Что дальше?

Последствия всё же произошедшего взрыва Сверхновой Бетельгейзе описывают по аналогии с этими описанными профессиональными астрономами в Новое время событиями, вероятно, сделав поправку на более близкое расстояние до звезды. Так, считается, что звезда будет иметь яркость около половины яркости Луны в полнолуние и будет видна и днём — предполагается увеличение яркости в 10000 раз, или на 10 звёздных величин (до −11 — −12m). Такое свечение будет продолжаться несколько месяцев, после чего в течение нескольких месяцев или года звезда будет затухать, пока не исчезнет с небосвода. Это событие не должно повлиять на биосистемы на Земле, поскольку звезда находится достаточно далеко и для экранирования излучения до безопасного уровня будет достаточно нашей атмосферы и магнитного поля.

Разные авторы считают, что «опасное» расстояние до Сверхновой, чтобы её взрыв мог нанести ущерб планете, составляет 50—150 св.лет. И предполагается, что такие взрывы близких звёзд происходили на протяжении геологической истории, приводя к частичным массовым вымираниям. Так, ближайшее такое событие, возможно, случилось 2,5 миллиона лет назад, вызвав вымирание некоторых видов в конце плиоцена. Но почти все кандидаты на взрыв Сверхновой, не только Бетельгейзе, сейчас располагаются на расстояниях в несколько сотен световых лет или дальше — это связано с расположением Солнечной системы по отношению к локальной галактической структуре — поясу Гулда, в котором находится большинство ближних звёзд-гигантов. Более подробно об этой структуре см. наш январский материал.

Наблюдения Тихо Браге за Сверхновой SN 1572 в Кассиопее.

Взрывом и последующим исчезновением с небосвода история Бетельгейзе не закончится. Взрыв выбросит в пространство газовую и пылевую оболочку вокруг звезды. Типичные скорости разлёта такой оболочки составляют 10 000 км/с после взрыва, и мы наблюдаем такие облака вокруг мест, где были зафиксированы взрывы Сверхновых. Эта оболочка в виде плазменного пузыря достигнет Солнечной системы примерно через 100 000 лет после взрыва. Такая плазма содержит интенсивные магнитные поля и высокоэнергетичные заряженные частицы, и будет являться источником сильного рентгеновского излучения. Земной магнитосферы и слоя воздуха должно быть достаточно для защиты от этого «звёздного ветра». Можно также предположить, что он ещё проявится в виде увеличения интенсивности полярных сияний. Как минимум, защиту от его воздействия необходимо будет предусмотреть для космических полётов так же, как сейчас при планировании полётов учитывается «космический ветер» от Солнца и из-за пределов Солнечной системы.

Бетельгейзе — только один из кандидатов на роль сверхновой в ближних космических окрестностях. Вероятно, повышенное внимание к этой звезде вызвано многочисленными заявлениями о её странных свойствах, например, внезапном уменьшении или увеличении размеров и яркости. Из-за относительной близости и размера астрофизики имеют возможность исследовать её более подробно по сравнению с большинством звёзд, и количество «сенсаций», связанных с ней, будет больше, чем для другой звезды. Ажиотажу способствуют также старые представления о путях эволюции звёзд, по которым взрыв Сверхновой этого типа (тип II) должен произойти на стадии красного гиганта сверхмассивной звезды. Как показывают данные по внегалактическим сверхновым, сценарии эволюции оказываются разнообразнее: ждать взрыва Сверхновой можно и от многих других звёзд-гигантов поблизости.

Источник: https://22century.ru/popular-science-publications/betelgeuse-explodes-what-happens

Поделиться в:


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *