Познакомьтесь с Бетельгейзе, красной звездой-сверхгигантом, которая может взорваться сверхновой при нашей жизни. Узнайте, как наблюдать Бетельгейзе прямо сейчас, и изучите последние научные теории о ее грядущем взрыве.
Что, если бы Бетельгейзе взорвалась прямо сейчас?
В конечном итоге звезда взорвется как сверхновая, и это событие можно будет ненадолго увидеть в дневное время на Земле. Извержение, из-за которого красная сверхгигантская звезда Бетельгейзе таинственным образом потускнела. Наиболее вероятным сценарием окончания эволюции Бетельгейзе считается взрыв сверхновой II типа. Бетельгейзе подает признаки скорого взрыва. Ожидается гибель звезды Бетельгейзе. Жители Земли смогут увидеть два Солнца на небе.
Взорвется ли одна из самых ярких звезд, Бетельгейзе?
Бетельгейзе взорвется как сверхновая. Но если она скоро взорвется, очевидно Бетельгейзе станет сверхновой, и для земли это будет интересное "световое шоу" Когда взорвется Бетельгейзе, Земля увидит второе небольшое но яркое светило на небе размеров как Луна. В новом исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal, ученые установили, что Бетельгейзе находится на ранней стадии горения гелия в ядре.
Красный сверхгигант Бетельгейзе вновь удивил астрономов
Звезда находится на расстоянии сотен световых лет от Земли, она близка с точки зрения космоса, но достаточно далеко, чтобы нам не пришлось беспокоиться о том, что мы можем оказаться во взрыве сверхновой. Существуют некоторые интересные исследования, которые предполагают, что соседние сверхновые звезды в прошлом оказывали влияние на жизнь на Земле, но даже если есть какая-то причина для беспокойства, хорошая новость заключается в том, что мы увидим, как Бетельгейзе взорвется через сотни лет после взрыва. Когда Бетельгейзе действительно станет сверхновой, как считают многие астрономы, это неизбежно, это будет грандиозное шоу. Взрывающаяся звезда будет видна при дневном свете и может быть даже ярче, чем Луна ночью. Сравнение размеров: Бетельгейзе и Солнце.
Это грандиозное событие позволит ученым впервые изучить появление сверхновой звезды с такого близкого расстояния. Звезда Бетельгейзе находится в созвездии Ориона, и обычно ее хорошо видно невооруженным глазом. По всей вероятности, причиной стал мощный выброс облака пыли — произошедшее назвали «великим потускнением». Тогда ученые создали компьютерную модель происходящих в ядре светила процессов.
На изображении показана Бетельгейзе до и после снижения яркости. Наблюдения, сделанные с помощью инструмента «сфера» на Очень Большом Телескопе ESO в январе 2019 года и декабре 2019 года, показывают, насколько звезда поблекла и как изменилась ее видимая форма Тем не менее, если Бетельгейзе взорвется в самое ближайшее время, то нам не стоит ждать ничего хорошо.
В первую очередь речь идет о животных, которые используют Луну для навигации и уже сбиты с толку искусственным освещением. Добавление второго объекта, такого же яркого, как Луна, может оказаться для них разрушительным. Однако и для нас настанут трудные времена, так как какое-то время «темного времени суток» просто не будет. Результаты недавних исследований показывают, что яркость Бетельгейзе может меняться по ряду причин. Некоторые астрономы не исключают, что причиной потускнения Красного сверхгиганта могут быть и другие причины.
Однако Бета Ориона, Ригель, чаще оттесняет его на вторую позицию. Сама Бетельгейзе отличается сильной переменчивостью, и в рейтинге самых ярких звезд на небе то поднимается на почетное шестое место, то выбывает из десятки, а иногда не попадает и в двадцатку лидеров. Взорвется ли Бетельгейзе? Непостоянство этой звезды известно давно и само по себе не вызывает большого удивления. Но то, что происходит с Бетельгейзе в последние несколько лет, выглядит необычным даже для нее. Начиная с осени 2019 года и до начала 2020 яркость звезды падала очень сильно — это было легко увидеть даже невооруженным глазом. Обычные люди в это время также активно обсуждали, что будет с нашей планетой, если Бетельгейзе превратится в сверхновую — ведь от Земли ее отделяет не такое уж и большое расстояние. Но ситуация с потускнением обошлась — в сверхновую Бетельгейзе не превратилась, а ее видимый блеск поднялся до изначального уровня. Тогда астрономы принялись искать причину такого падения блеска. И в июне 2020 года ученые смогли обнаружить на Бетельгейзе пятна, подобные тем, что наблюдаются на Солнце. Оказалось, что именно они являются виновниками потускнения звезды. Однако изменения эти строго упорядочены и почти незаметны, меняя светимость звезды не более чем на одну тысячную. В отличие от него, Бетельгейзе мерцает с сильно выраженной, сложной и плохо предсказуемой периодичностью. Следить за пульсацией звезды можно через Twitter-аккаунт Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд AAVSO : автоматический бот Betelgeuse Status регулярно публикует самые свежие данные о ее состоянии.
Неспокойная звезда: когда взорвется Бетельгейзе
Большинство экспертов считают, что это случится нескоро. Сейчас в ядре Бетельгейзе происходит процесс, при котором атомы гелия под влиянием огромного тепла и давления сплавляются в атомы углерода. До момента, когда звезда превратит последний атом кремния в железо, выгорит и разрушится под собственным гигантским весом, вызвав взрыв, который будет видно из других галактик, еще достаточно времени. Однако авторы нового исследования предполагают, что Бетельгейзе уже почти закончила сжигать углерод и всего через несколько десятилетий перейдет на кислород и кремний. К этой гипотезе их привел анализ пульсаций. Пульсации Бетельгейзе имеют цикличность. Самым важным принято считать цикл в 420 дней, в течение которых звезда тускнеть и снова становится ярче. В это время внутренняя часть звезды расширяется и сжимается одновременно — это процесс так называемой радиальной пульсации. Есть два других, более коротких цикла, обертоновые режимы, когда разные слои звезды пульсируют противоположными циклами: один слой сжимается, следующий расширяется.
Насколько критично — зависит от целого ряда факторов. Одним из них является её реальный размер, который был предметом дебатов на протяжении большей части XX века. Учитывая, что по последним измерениям она находится на более компактном конце шкалы оценок, вероятно, звезде остаётся светить ещё много десятков тысяч лет, прежде чем она окончательно остынет настолько, что взорвётся. Есть и другие причины думать, что Бетельгейзе ещё предстоит пройти определённый путь. Как и у многих звёзд, её внешние слои пульсируют в равновесии сжатий и расширений, вызванных внутренней динамикой конкуренции давления и гравитации. В результате колебания яркости происходят с частотой, повторяющейся в течение месяцев или даже лет; в случае Бетельгейзе два наиболее заметных периода длятся примерно 2200 и 420 дней. Более короткий период обычно рассматривается как доминирующее «биение» этого огромного сердца, представляющее собой колебания по всему периметру звезды в так называемом радиальном фундаментальном режиме.
Вспышка Бетельгейзе будет видна на небе после коллапса её ядра, что произойдёт через неделю после первых сигналов. Научное сообщество отмечает, что подобное явление уже наблюдали в 1987 году при взрыве звезды SN1987A. Это даёт жителям Земли время подготовиться и организовать наблюдение данного явления.
Вторая луна: 2-3 месяца мы сможем наблюдать свечение на небе по размеру напоминающую вторую Луну, как днём так и ночью, в случае, если гибель Бетельгейзе всё-таки придётся на наш век. Название: Есть несколько вариантов, откуда пошло это название, один из них - это перевод с греческого "Петля на руке", второй - перевод с арабского языка "Яд аль-Джауза", что означает созвездия Близнецы и Орион.
Тускнеющий красный сверхгигант Бетельгейзе внезапно начал становиться ярче перед возможным взрывом
Во-первых, размеры Бетельгейзе оказались меньше, чем считалось ранее — 764 солнечных радиуса. Во-вторых, расстояние до неё тоже меньше — 548 световых лет. Кроме того, было выяснено, что Бетельгейзе имеет долговременный период пульсаций в 416 дней и более короткий в 185 дней. И эта звезда относится к типу двухмодовых пульсаров. Исходя из полученных данных для звёзд такого типа, ученые установили, что масса Бетельгейзе не может превышать 16.
Нейтрино — элементарные частицы, которые почти не взаимодействуют с материей и пронзают ее насквозь. Масса нейтрино ничтожна долгое время считалось, что ее нет вообще. Зафиксировать ее на Земле непросто. А надо: без нейтрино не обходится ни одна важная ядерная реакция в космосе. После десятилетних страданий — научились фиксировать. По всему миру работают «нейтринные телескопы». У них нет линз, и они… под землей. Пронзая гигантские бассейны с жидкостью, нейтрино оставляют свет, который видят приборы в полной темноте.
Итак, первая вспышка Бетельгейзе сверкнет не на небе, а в таких бассейнах. Отчего же меняется блеск звезды, отчего потускнела снова? Конвенция поднимает наверх вещество в виде «пузырей». Бывает, от звезды отрываются массы вещества. Поднимаются вверх, остывают, становятся непрозрачными.
Мы можем сказать, что ее возраст — около восьми миллионов лет, а диаметр примерно в тысячу-полторы раз больше Солнца. Если бы Бетельгейзе была центром Солнечной системы, то внутри такой большой звезды оказалась бы орбита Марса, а то и орбита Юпитера — в зависимости от того, как мы оцениваем расстояние до нее. В недрах Бетельгейзе на данный момент уже прогорели весь водород и весь гелий, и примерно несколько тысяч лет назад она перешла на стадию горения углерода и превращения его в магний. Есть данные, что в китайских хрониках Бетельгейзе называли не красной, а желтой звездой — возможно, тогда она действительно была еще на предыдущей стадии эволюции. Все последующие, постуглеродные стадии, гораздо более короткие, продолжаются сотни лет. Понять, на какой стадии Бетельгейзе находится сейчас и сколько ей осталось дожигать свое топливо, пока в центре не образуется железное ядро, достаточно сложно — помимо массы, это зависит от многих других деталей, например от того, как звезда вращается и есть ли у нее магнитное поле. Но понятно, что в течение нескольких тысяч лет она сожжет весь углерод, а следующие стадии будут еще короче. Возможно, что этот этап уже прошел, может быть, у нее уже начал гореть неон. Достаточно точно можно сказать, что десять тысяч лет — это максимальная продолжительность, оставшаяся Бетельгейзе до стадии железного ядра и взрыва. Чего он моргает? Колебания блеска Бетельгейзе были замечены еще Уильямом Гершелем в XIX веке, когда у астрономов не было других способов оценить яркость звезды кроме глазомера. Сейчас для оценки звездной величины используются фотометрические приборы. В соответствии с данными AAVSO, американской организации, объединяющей исследователей переменных звезд, яркость Бетельгейзе колеблется примерно на полторы звездных величины. Однако в этом декабре яркость звезды достигла «дна» — минимального уровня за всю историю наблюдений с помощью электронных приемников излучения. Согласно данным, опубликованным на сайте астрономических телеграмм, видимая звездная величина Бетельгейзе снизилась до значения 1,125. Колебания яркости — это одна из особенностей красных сверхгигантов. Звезда находится под действием двух сил: с одной стороны, гравитация стремится сжать ее в точку, а с другой стороны, газовое давление и излучение заставляют ее расширяться во все стороны. У красных сверхгигантов нарушена устойчивость, они колеблются вокруг положения равновесия. Описание механизма этих колебаний, впервые предложенное Эддингтоном, а потом «доведенное до ума» советским астрономом Сергеем Жевакиным, примерно таково: под действием излучения из центра звезды ее внешние оболочки нагреваются, начинают расширяться, становятся более разреженными, более прозрачными и за счет этого начинают остывать. По мере падения температуры и давления газ начинает вновь стягивать гравитация, он становится менее прозрачным, излучение начинает нагревать его сильнее, и цикл повторяется. Есть звезды, пульсирующие как часы, — цефеиды, у них очень точный период, но звезды на поздних стадиях эволюции, такие как Бетельгейзе, пульсируют нерегулярно — их точность «сбивается» из-за наличия конвекции во внешних слоях звезды, которая переносит часть тепла, мешая излучению регулировать процесс колебаний. Во время одного цикла, продолжающегося от 150 до 400 дней, радиус Бетельгейзе может существенно меняться. Однако суммарное энерговыделение звезды во время пульсаций меняется не слишком сильно. И если в видимом диапазоне светимость звезды меняется существенно, то суммарная светимость во всем диапазоне меняется примерно на проценты. Поэтому нельзя говорить, что теперешние снижение яркости может помочь спрогнозировать скорый взрыв звезды.
Согласно второй гипотезе, миллионы лет назад Бетельгейзе была выброшена с высокой скоростью из ассоциации OB1 Ориона движется со скоростью 108 тыс. Возможно, в тот момент масса Бетельгейзе была в 16 раз больше массы Солнца, а её звёздный компаньон имел массу, равную 4 массам Солнца. По мере старения и расширения Бетельгейзе поглотила соседнюю звезду, из-за чего увеличилась скорость её вращения и количество азота в атмосфере Бетельгейзе. Если звезда омолаживалась свежим материалом своего спутника, которого она поглотила, то это могло привести к недооценке возраста Бетельгейзе, а это означает, что она не взорвётся в ближайшей перспективе [31]. Является переменной звездой [13]. При этом яркость звезды не изменилась сколько-нибудь заметно за это время [34] [35]. Причины наблюдаемого уменьшения радиуса Бетельгейзе могут быть связаны и с неправильной интерпретацией получаемых данных, например: различия в яркости разных участков поверхности звезды; из-за вращения эти неоднородности меняют положение, в результате чего видимый блеск меняется. Эти изменения могут быть приняты за изменения диаметра. Моделирование звёзд-сверхгигантов позволяет предположить, что такие звезды могут быть несферичны, похожи на картофелину неправильной формы. Предполагается, что Бетельгейзе может иметь период вращения 18 лет, то есть пока Бетельгейзе наблюдалась орбитальными телескопами на протяжении меньше одного оборота вокруг своей оси [36]. Возможно, что учёные наблюдают не истинный диаметр звезды, а некий слой плотного молекулярного газа, движения которого и создают видимость изменения истинного размера звезды. Лауреат нобелевской премии Чарлз Таунс производил мониторинг Бетельгейзе в надежде найти какую-то систематичность в изменениях диаметра и понять их причину. Для улучшения возможностей наблюдения он использовал специальный спектрометр для интерферометра [37]. Созвездие Ориона со звездой Бетельгейзе в обычном состоянии слева и во время необычайно сильного падения видимой звёздной величины в начале 2020 года справа.
Взорвется в любой момент: астрономы рассказали о будущем Бетельгейзе
Тогда ученые создали компьютерную модель происходящих в ядре светила процессов. Астрономы пришли к выводу, что там сгорают остатки углерода и скоро красному сверхгиганту придет конец. Когда эти запасы будут окончательно исчерпаны, ядро светила сколлапсирует, что приведет к вспышке сверхновой в ближайшие десятилетия или столетия», — сообщает международная группа астрономов в статье, опубликованной в научной библиотеке arXiv. Другие названия Бетельгейзе В средневековой арабской астрономии Орион иногда называли Близнецами, хотя это совсем другое созвездие.
В первую очередь речь идет о животных, которые используют Луну для навигации и уже сбиты с толку искусственным освещением. Добавление второго объекта, такого же яркого, как Луна, может оказаться для них разрушительным. Однако и для нас настанут трудные времена, так как какое-то время «темного времени суток» просто не будет. Результаты недавних исследований показывают, что яркость Бетельгейзе может меняться по ряду причин.
Некоторые астрономы не исключают, что причиной потускнения Красного сверхгиганта могут быть и другие причины. Ближе к концу жизни, ядерное топливо в ядрах звезд заканчивается и красные сверхгиганты начинают раздуваться, формируя оболочки газа и пыли. И по мере того, как эта оболочка становится больше, яркость звезды растет.
По-видимому, многие оценки массы Бетельгейзе так или иначе использовали этот метод. Но неизвестно точное расстояние до звезды, соответственно нельзя точно определить её абсолютную яркость то есть яркость, которую бы она имела, находясь на эталонном расстоянии 10 парсек. Точное расстояние до звезды сложно определить потому что на расстояниях порядка 600 световых лет почти единственный доступный прямой метод параллакса подробнее см. Кроме того, звезда — долгопериодическая переменная: даже её размеры изменяются с периодом в несколько сот дней. Отсюда получается разброс в определении расстояния в два раза от 500 до 900 световых лет и соответствующие погрешности в определении светимости и размеров. И самое главное — Бетельгейзе уже находится в стадии звезды-гиганта, сошедшей с Главной последовательности, поэтому известная зависимость «масса — светимость» здесь не будет работать, а подобные зависимости для других классов звёзд очень неопределённы. 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.
Но волноваться не стоит в любом случае — как заявляют ученые, угрозы для Земли и ее жителей нет, а вот подобное событие само по себе уникально — последнее свидетельство наблюдения взрыва сверхновой на Земле датировано 1054 годом. Это официальная информация из газет. Теперь подумаем логически. Бетельгейзе — это красный сверхгигант — самая яркая звезда альфа созвездия Орион, одна из самых заметных на ночном небе. Яркость этого великана в 80-100 тыс. Если условно поместить Бетельгейзе в центр Солнечной системы, его край расположился бы где-то между орбитой Марса и Юпитера. В этом «где-то между» кроется важный момент: Бетельгейзе — звезда переменная, блеск и размеры ее меняются со временем. Расстояние до Бетельгейзе составляет около 650 световых лет — это 6 квадриллионов км.
Взорвется ли одна из самых ярких звезд, Бетельгейзе?
В Сети появилась симуляция: как будет выглядеть небо, когда взорвется Бетельгейзе. Взрыв звезды жители Земли увидят спустя несколько сотен лет, когда свет достигнет планеты. По их мнению, Бетельгейзе может взорваться как сверхновая гораздо раньше, чем ожидалось до сих пор. Наблюдения показывают, что яркость Бетельгейзе изменяется с двумя выраженными периодами: коротким периодом продолжительностью 420 дней и более длительным периодом продолжительностью 2200 дней. Поэтому в случае взрыва Бетельгейзе как сверхновой нас ждет исключительно красивое и познавательное космическое событие, но не гибель всего человечества. На расстоянии 650 световых лет взрыв Бетельгейзе не окажет негативного воздействия на Землю.