Расстояние до бетельгейзе световых лет



Бетельгейзе Правообладатель иллюстрации ESA
Image caption Яркость Бетельгейзе была минимальной за 50 лет наблюдений

По всему миру астрономы — от любителей до ученых-грандов — смотрят в телескопы на небо в надежде увидеть уникальное по космическим меркам событие.

Предполагается, что Бетельгейзе — одна из самых ярких для наблюдения с Земли звезд — может превратиться в сверхновую гораздо раньше, чем ожидалось. Проще говоря, она взорвется под действием собственной гравитации.

Хотя астрономам и раньше было известно, что это случится в не очень далеком будущем, недавние изменения в поведении звезды вызвали удивление у специалистов.

Почему ученые считают, что Бетельгейзе взорвется?


Бетельгейзе уже считают обреченной звездой, и ее взрыв — лишь вопрос времени.

Звезде примерно 8-10 млн лет, тогда как нашему Солнцу — 4,5 млрд лет, но Бетельгейзе чересчур быстро расходует свое ядерное топливо.

Бетельгейзе — красный сверхгигант, то есть это огромная звезда, находящаяся на завершающей стадии жизни.

Правообладатель иллюстрации ALMA
Image caption Фото звезды, сделанное в 2017 году в Чили

Также Бетельгейзе пульсирует, то есть существенно меняется в диаметре, который в ходе пульсаций небесного светила изменяется от 550 до 920 диаметров Солнца.

«Такие характеристики свойственны кандидатам в суперновые, — рассказал в интервью Би-би-си преподаватель астрономии из университета Ноттингем Трент Дэниел Браун. — Нынешние сценарии предполагают, что по астрономическому масштабу времени это может случиться в любой момент. То есть в ближайшие 100 тыс. лет».

Правообладатель иллюстрации Getty Images
Image caption Бетельгейзе (сверху слева) находится в созведии Ориона

Так она не станет сверхновой в обозримом будущем?

За последние несколько месяцев астрономы заметили, что Бетельгейзе существенно потускнела. В декабре исследователи из американского университета Вилланова сообщили, что яркость звезды была минимальной за 50 лет наблюдений.

Столь сильное потускнение подтолкнуло ученых к мысли, что красный гигант готов взорваться.

По их мнению, столь резкая потеря яркости может свидетельствовать о том, что время звезды вышло.


  • Темной энергии не существует? Новые свидетельства показывают, что ученые ищут то, чего нет
  • Звездный фейерверк, снеговик и селфи на Марсе. Космос в фотографиях 2019 года

«Когда гигантские звезды приближаются к концу жизненного цикла, они анормально и неистово теряют массу», — написала в «Твиттере» астроном из Калифорнийского университета Сарафина Нэнс.

«Теоретически вся эта выброшенная пыль может окутать и затемнить почти мертвую звезду, заставляя ее тускнеть, прежде чем она станет сверхновой», — добавила она.

Однако ученым также хорошо известно, что Бетельгейзе является переменной звездой.

Правообладатель иллюстрации AFP
Image caption Астрономы считают, что Бетельгейзе вскоре станет сверхновой

Если наблюдать такие звезды с Земли, их яркость изменяется, рассказала в интервью Би-би-си астрофизик из Йоркского университета Эмили Брундсден.

«Ничто не указывает на скорый взрыв Бетельгейзе. Тем не менее, у нас никогда не было возможности наблюдать за процессами, ведущими к появлению сверхновой, так что всегда существует вероятность, что это [внезапный взрыв] случится», — добавила она.

Что произойдет во время взрыва?


Взрыв сверхновой это мощное и яркое явление, в результате которого выбрасываются огромные объемы энергии.

Правообладатель иллюстрации Getty Images
Image caption Вспышка Бетельгейзе будет ярче сияния Луны, и ее будет видно даже днем

Это явление не останется незамеченным, особенно, если учесть, что оно случится «недалеко» от Земли.

«За несколько дней Бетельгейзе станет такой же яркой, как Луна. Ее будет видно даже днем», — сказал Дэниел Браун.

Яркое свечение может продолжаться несколько месяцев.

Значит, мы в опасности?

Взрыв сверхновых сопряжен с огромной разрушительной силой. Если бы, например, взорвалось Солнце, это уничтожило бы всю Солнечную систему, говорят астрономы.

Правообладатель иллюстрации NASA
Image caption В 1987 году была зафиксирована вспышка сверхновой звезды SN 1987A

По словам ученых, в прошлом из-за взрывов звезд повышалась температура Земли. Также они могут повредить озоновый слой, который защищает планету от губительной солнечной и космической радиации.


Хорошо то, что наше Солнце слишком маленькое, чтобы взорваться, как Бетельгейзе, хотя через два миллиарда лет, как ожидается, оно увеличится и поглотит Меркурий, Венеру и Землю.

Астрономы говорят, что Земля находится на безопасном расстоянии от Бетельгейзе. «Можно было бы говорить о потенциальной проблеме, будь дистанция менее 50 световых лет», — объяснил Дэниел Браун.

Правообладатель иллюстрации Getty Images
Image caption По словам ученых, появление сверхновой не несет угрозы человечеству

«Это не так в случае с Бетельгейзе», — добавил он.

Звезда находятся в созвездии Ориона, это примерно 700 световых лет до Земли.

Согласно исследованию, опубликованному в 2016 году в «Астрофизическом журнале», потребуется шесть миллионов лет, прежде чем ударная волна и обломки доберутся до Солнечной системы.

В чем уникальность сверхновой Бетельгейзе?

Появление сверхновой в нашей галактике — Млечном пути — крайне редкое явление. Последний раз его наблюдали в 1604 году. Взрыв случился в 13 тыс. световых лет от Земли, что в 20 раз больше расстояния до Бетельгейзе.

Ее назвали Сверхновой Кеплера в честь открывшего ее немецкого астронома Иоганна Кеплера.

  • «Звездный монстр»: ученые обнаружили огромную черную дыру, которая не должна существовать
  • Звезда-зомби, пять раз пережившая превращение в сверхновую

В 1987 году была зафиксирована вспышка сверхновой звезды, которую можно было увидеть невооруженным взглядом. Она получила название SN 1987A. Сверхновая находится в Большом Магеллановом Облаке в 168 тыс. световых лет от Земли.

Несмотря на огромное расстояние, это была самая близкая вспышка сверхновой после открытия Кеплера.

Правообладатель иллюстрации Getty Images
Image caption В XVII веке Иоганн Кеплер открыл в Млечном пути сверхновую звезду, названную в его честь

«Бетельгейзе дает нам возможность наблюдать за теми процессами, которые происходят после смерти звезды, и лучше понимать Вселенную», — сказала Эмили Брундсден.

«Если она взорвется сейчас, это станет кошмаром для астрономов, поскольку они будут завалены работой, ведь нам придется пересмотреть наше представление о звездах. Но это также было бы очень увлекательно», — добавила она.

Почему так сложно предсказать, когда звезда превратится в сверхновую?

Хотя за всю историю наблюдений смерть звезд фиксировали и документировали несколько раз, вплотную за этим процессом не следили.


Пока о себе не заявила Бетельгейзе.

Правообладатель иллюстрации Getty Images
Image caption Взрыв сверхновых сопряжен с огромной разрушительной силой

Хотя 700 световых лет это огромное расстояние, по астрономическим меркам, звезда находится по соседству в Млечном пути.

Это одна из немногих звезд помимо Солнца, поверхность которой можно рассмотреть во всех деталях.

Поэтому ее взрыв дал бы ученым уникальную возможность тщательно изучить это явление.

А все остальные смогут насладиться фантастическим зрелищем в звездном небе.

Источник: www.bbc.com

Вы заметили, что в последнее время Орион — одно из самых знаковых и известных зимних созвездий — выглядит немного по-другому? Виновником этих изменений является звезда, находящаяся на плече охотника, которая называется Альфа Ориона, она же Бетельгейзе. И эта звезда выглядит заметно тусклой, самой тусклой за все первые 20 лет нового столетия.

Давно известно, что эта звезда является самым известным кандидатом в сверхновые. Так когда же эта звезда уже взорвётся, и как будет это событие выглядеть, если произойдет?

Авторы астрономического портала Universe Today решили разобраться с этим вопросом и вечером в пятницу, 20 декабря 2019 года, начали искать первоисточник волнительных сообщений о том, что Бетельгейзе становится менее яркой.


итоге был найден источник беспокойства: 8 декабря этого же года исследователи из Университета Вилланова опубликовали статью под названием “Потускнение соседнего красного сверхгиганта Бетельгейзе” (The Fainting of the Nearby Red Supergiant Betelgeuse). Оценки кривых блеска, любезно предоставленные Американской ассоциацией наблюдателей переменных звёзд (AAVSO), подтвердили гипотезу о том, что светимость этой звезды действительно понизилась примерно на одну звёздную величину или чуть больше чем на половину от её обычной величины: +0,5 до +1,5.

Блогеры, подождав ясного неба, направились на специально оборудованный наблюдательный пункт на крыше гаража в центре города Норфолк, штат Вирджиния, чтобы исследовать этот вопрос. Бетельгейзе действительно была заметно слабее, примерно на оттенок, по сравнению с соседним Альдебараном +1-й величины.

Так вот, изменение на одну звёздную величину не является необычным событием для переменной звезды, особенно такой, как Бетельгейзе. Но такое существенное падение всегда дает астрономическому сообществу некоторую пищу для раздумий. Этот красный гигант в 12 раз массивнее нашего Солнца и находится на расстоянии около 700 световых лет, а переменность красно-оранжевой Бетельгейзе была впервые отмечена астрономом сэром Джоном Гершелем в 1836 году. Возможно, в настоящее время звезда физически раздута до радиуса восьми астрономических единиц. Если её поместить в центр нашей Солнечной системы, Бетельгейзе могла бы достать до самой орбиты Юпитера.


Этот факт также позволил астрономам использовать первые грубые оптические интерферометрические измерения с 2,5-метрового телескопа обсерватории Маунт-Уилсон для измерения физического диаметра Бетельгейзе, который оказался равен 50 миллиугловых секунд. В конце 1980-х годов астрономы использовали появившуюся технику апертурной маскирующей интерферометрии для получения первого прямого “изображения” Бетельгейзе.

За этой звездой всегда стоит присматривать, так как она является одним из ближайших кандидатов в нашей галактике в сверхновую. Мы часто видим сверхновые в далёких галактиках, но такого события в Млечном Пути в эпоху телескопов ещё не наблюдалось. Звезда Кеплера в 1604 году в созвездии Змееносца была последней сверхновой, наблюдавшейся в нашей Галактике, а вот сверхновая в соседнем Большом Магеллановом Облаке была очень хорошо видна в 1987 году. Красный гигант, подобный Бетельгейзе, живёт быстро и умирает молодым, исчерпав свой запас водородного топлива всего за 10 миллионов лет. Этой звезде суждено пережить взрыв ядра, то есть массивный коллапс и перерождение в виде сверхновой второго типа. Такой взрыв может произойти через 100000 лет, а может и сегодня ночью.


Является ли процесс затухания прелюдией к действительно зрелищному шоу или это просто ложная тревога? Астрономы не уверены, что это произойдёт, но событие возникновения сверхновой всего в 700 световых годах от нас было бы, возможно, единственной возможностью в жизни многих поколений изучить его вблизи. Мало того, что каждый оптический телескоп будет направлен на взрывающуюся звезду, но и такие сложные средства, как лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO, могут попытаться обнаружить гравитационные волны от сверхновой, а нейтринные обсерватории, такие как Ice Cube, погребённые в антарктическом льду, также могут обнаружить это событие.

И к счастью для нас, мы благополучно расположились далеко за “зоной поражения” взрыва, равной 50 световых лет. В этой области у нашей планеты была бы стопроцентная возможность получить любое смертельное излучение от Бетельгейзе. Именно из-за расстояния взрыв сверхновой станет для человечества просто интересным научным событием и ярким небесным явлением. Сверхновые древности, возможно, приложили “руку” к эволюции жизни на Земле, а недавнее исследование предполагает, что одна из них, возможно, даже заставила ранних людей ходить прямо. Ниже представлен список звёзд, которые являются соседними к нам и одновременно кандидатами на сверхновые.

А как выглядела бы сверхновая в Орионе? Используя последнюю сверхновую в Большом Магеллановом Облаке (также являющуюся событие типа IIb) в качестве ориентира, мы рассчитываем, что когда взорвётся Бетельгейзе, она будет светить с магнитудой -10. Это в 16 раз меньше, чем полная луна, но в 100 раз ярче, чем Венера, что сделает звезду легко видимой в дневном небе. Ночью Бетельгейзе также легко отбрасывала бы заметные ночные тени.


Вы и сами можете посмотреть на продолжающееся событие потухания звезды. Бетельгейзе легко найти в декабре, глядя в сумерках на восток. На самом деле, зима в северном полушарии – самое лучшее время для взрыва звезды, поскольку она находится примерно напротив Солнца и будет доминировать в ночном небе. Лето было бы худшим временем, так как звезда будет напротив Солнца в дневное время.

Вы даже сможете сами угадать Бетельгейзе по яркости, используя в качестве ориентира близлежащие звёзды астеризм зимнего шестиугольника.

А что же дальше? Ожидается, что Бетельгейзе снова станет ярче в начале 2020 года, хотя, если если её светимость станет отрицательной величиной, как у Ригеля и Сириуса, тогда можно ожидать действительно захватывающих событий.

Но пока мы находимся в режиме ожидания, скорее, новогодних фейерверков, нежели вспышки Бетельгейзе. Такое событие для астрономов стало бы и радостным, и горьким: было бы чрезвычайно радостно наблюдать, как Бетельгейзе станет сверхновой ещё при нашей жизни. Но после этого знакомый нам Орион уже никогда не будет выглядеть так же, как раньше.

По информации Universe Today.

Источник: www.theuniversetimes.ru

Что такое Бетельгейзе

Ночное небо буквально усыпано звездами. Некоторые из них кажутся едва заметными точками, другие выглядят крупнее и светятся ярче. Бетельгейзе относится к тем, что заметны невооруженным взглядом, причем даже на фоне блистающего огнями города. Звезда относится к красным сверхгигантам, ее минимальная светимость в 80 тыс. раз превосходит этот показатель у Солнца. Однако расстояние от Земли в 650 световых лет приводит к тому, что последнее затмевает Бетельгейзе.

Звезда – одна из самых крупных, известных ученым. Чтобы представить ее размеры, мысленно перетянем Бетельгейзе в Солнечную систему и поставим на место нашего светила. В этом случае, даже если размер звезды в реальности соответствует самым скромным предположениям астрономов, она заполнит орбиту Марса. Если взять максимальный предполагаемый диаметр, достигнет орбиты Юпитера.

Исследования ученых показывают, что пребывание звезды в теперешнем статусе подходит к концу. С этим соглашается большинства специалистов, а вот то, что будет дальше, вызывает бурные споры. Шумиху в сети вызвало как раз заявление, что красный сверхгигант вскоре взорвется, а мощный поток космического излучения внесет неприятные коррективы в жизнь обитателей Земли. В частности, разрушит озоновый слой. Неприятное будущее, прямо скажем, но насколько оно вероятно?

Менее пессимистично настроенные ученые полагают, что взрыв звезды подарит землянам шикарное зрелище, уникальность которого в том, что его будет видно без специального оборудования. После чего в небе появится светящееся пятно, размерами сравнимое с габаритами Луны. Задержится оно ненадолго – буквально на пару месяцев. Затем яркость постепенно спадет, и Бетельгейзе навсегда исчезнет со звездного неба. Пройдут века, и ее место займет туманность, доступная для изучения лишь через телескоп. Как видно, ничего катастрофического, кроме потери красивой точки в созвездии Ориона. Впрочем, останется еще Ригель – второй сверхгигант. Если Бетельгейзе дает красное свечение, то Ригель – белое.

Имя звезды

Слово «Бетельгейзе» звучит очень красиво, но появилось это название в результате банальной ошибки переводчика.

Арабские астрономы, наблюдавшие яркую звезду, дали ей имя Йад аль-Джауза. В переводе на русский это звучит как «рука близнеца». Однако средневековые ученые несколько перепутали чтение первой буквы оригинального названия, и на месте «й» появилась «б». Поскольку названия обычно не переводятся на иностранные языки, а адаптируются методом аллитерации, получилось Bedalgeuze.

Кстати! Путаница с названием не имеет никакого отношения к современному созвездию Близнецов. Древние арабские астрономы периодически называли так Орион.

Во многих других языках имя звезды звучит вообще неузнаваемо. Чего стоит Ардра на хинди или Клария на коптском.

Где искать Бетельгейзе

Звезда находится в созвездии Ориона и является одной из двух его ярких точек. Ее отличительная особенность – красный оттенок.

Кстати! Китайские ученые также исследовали небо с давних времен. Согласно их записям, сделанным в I веке до н. э., звезда Бетельгейзе имела белый оттенок. Но уже у Птолемея она красноватая. Отсюда следует, что цвет изменился где-то в районе 150 года н. э. О чем это говорит? Подобный процесс наблюдается, когда иссякают запасы водорода. Отсюда следует, что увидеть взрыв сверхновой ни нам, ни нашим ближайшим потомкам не посчастливится, потому что наблюдаемая стадия развития звезды может составлять до тысячи лет. Но это, опять же, рассуждения. Возможно, китайцам показалось.

Созвездие Орион относится к осенне-зимним. В наших широтах на небе его хорошо видно с конца лета и примерно до середины весны. С ноября и по январь его можно наблюдать с момента появления на небе и до самого исчезновения.

Как найти Бетельгейзе? Отыщите Орион. У созвездия характерные очертания, оно напоминает ломаную восьмерку, в середине перетянутую поясом Ориона (скопление мелких звезд). Выше пояса слева – красноватая точка. Это и есть наша главная героиня.

Найти звезду в небе

Немного цифр

Уверены, вы уже смогли оценить, насколько это возможно, впечатляющие параметры сверхгиганта. Добавим, что звезда в 300 миллионов раз превосходит наше Солнце по объему, а вот в массе – всего в 17. Это говорит о низкой плотности.

Вокруг своей оси небесное тело вращается со скоростью, примерно равной 15 км/с. Ученые отмечают, что это значительно превосходит значения, считающиеся стандартными для этого класса. Одно из объяснений феномена заключается в поглощении гигантом вращающейся вокруг него звезды, по габаритам примерно сходной с Солнцем.

Блеск Бетельгейзе в среднем равен 0,7 звездной величины, установлено, что он колеблется между минимальным показателем в 0,2 и максимальным в 1,2.

Ученые никак не могут объяснить, почему за 25 лет наблюдений диаметр звезды уменьшился на 15 процентов. Теорий много. Например, есть предположение, что форма тела не круглая, а вытянутая. Его период вращения – почти два десятка лет. Возможно, Бетельгейзе лишь недавно повернулась к нашим телескопам другой стороной. Также звезду вполне может окружать молекулярный газ, слой которого становится то шире, то уже. Возможны также искажения из-за неоднородности свечения отдельных участков звезды. Это та же история, что у нашего Солнца, на котором время от времени появляются пятна, перемещающиеся по поверхности, меняющие форму, число и размеры.

Кстати! Совсем недавно ученым удалось установить, что вокруг Бетельгейзе находится газовая туманность. Ранее ее не удавалось рассмотреть из-за слишком яркого свечения звезды.

По температуре Бетельгейзе в два раза холоднее нашего Солнца. Этот показатель составляет примерно 2.700 градусов Цельсия. Отсюда и красный оттенок.

Бетельгейзе считается молодой звездой. Ее возраст точно не определен, но составляет примерно 10 миллионов лет. Для сравнения Солнцу уже 4,5 миллиарда. Только представьте, что ко времени рождения Бетельгейзе уже существовали Уральские горы, а динозавры ушли в небытие примерно 55 миллионов лет назад!

Вероятное будущее звезды

Вернемся к вопросу нашей «юной» героини. К сожалению для звезды, сверхгиганты не живут долго и с течением времени обречены на грандиознейшее событие, какой только может произойти во Вселенной – взрыв сверхновой. В этом бульварная пресса права. Однако только в этом.

Почему ученые столько внимания уделяют Бетельгейзе? Исключительно потому, что пока никто на Земле не имел возможности наблюдать ничего подобного в такой близости. Конечно, каждый из них в душе надеется, что знаменательное событие произойдет уже завтра или хотя бы в течение его жизни. Впрочем, большинство все-таки считает, что у звезды есть еще примерно тысяча лет. Однако взрыв может произойти и в ближайшие дни – тут предсказать ничего невозможно.

Итак, предположим, что звезда вспыхнула. Что дальше? Из-за больших размеров Бетельгейзе у нее мало шансов превратится в белого карлика. Поэтому на месте гиганта останется либо черная дыра, либо пульсар (нейтронная звезда). Впрочем, для жизни на Земле это не имеет никакого значения.

Бетельгейзе находится сравнительно близко к нам, но это «сравнительно» с огромными расстояниями до других аналогичных тел. На деле 650 световых лет вполне достаточно, чтобы жесткое излучение, порожденное вспышкой, полностью рассеялось.

Откуда тогда взялись пугающие заявления про уничтожение всего живого на Земле? Такой сценарий мог бы быть возможным, если бы ось вращения звезды оказалась направленной на Землю. Но все последние снимки говорят о том, что это не так. Поэтому в будущем землян ждет удивительное, но совершенно безопасное зрелище.

Есть еще один вариант развития событий. Он предполагает, что белый карлик на звездном небе все-таки появится после того, как сверхгигант избавится от своих оболочек в виде планетарной туманности. Это маловероятно, но все-таки возможно.

Космическая изюминка

Говоря о будущем Бетельгейзе, нельзя забывать об одной важной детали. Расстояние до звезды в 650 световых лет означает, что свет от нее доходит до землян именно за этот период времени. Проще говоря, сейчас мы наблюдаем сверхгиганта в том виде, каким он был 650 лет назад.

Что это означает? Например, то, что 649 лет и 364 дня назад Бетельгейзе прекратила свое существование, а мы сможем наблюдать это действо уже завтра. Или то, что событие случилось вчера, а увидят его наши далекие потомки через те самые 650 лет. Гадать можно бесконечно, но современная наука не умеет заглядывать ни в прошлое, ни в будущее, поэтому теории остаются только теориями.

Источник: zen.yandex.com

Одна из ярчайших звезд северного неба — Бетельгейзе — в последние несколько недель непрерывно тускнеет, и сейчас ее яркость упала до минимального уровня за последние полвека, то есть за всю историю наблюдений с помощью электронных приемников излучения. Означает ли это, что вскоре эта звезда взорвется как сверхновая, и что будет с Землей, если это произойдет, редакция N + 1 спросила у астронома Сергея Ламзина, ведущего научного сотрудника Астрономического института имени Штернберга (ГАИШ МГУ).

Долгий путь в правый верхний угол

Звезды — относительно простые астрономические объекты. Это, грубо говоря, гигантские шары из водорода с примесью гелия и некоторого количества более тяжелых элементов, где идут термоядерные реакции. Как именно они будут себя вести и какой будет их конечная судьба, зависит от массы.

Если масса звезды меньше десяти масс Солнца, ее жизнь кончается более или менее спокойно. Она превращается в красный гигант (с Солнцем это произойдет примерно через пять миллиардов лет), то есть раздувается, сбрасывает внешнюю оболочку, а внутреннее ядро, наоборот, сжимается, превращается в белый карлик. Это спокойный процесс, не сопровождаемый катаклизмами.

Звезды более массивные, чем десять масс Солнца, погибают в результате катастрофического взрыва и превращаются в нейтронную звезду или черную дыру, либо вообще перестают существовать как единый объект.

Жизнь звезды — это в основном цепочка смены типов термоядерных реакций, точнее, смены основного типа горючего. На первой стадии, когда звезда формируется из газового облака, температура в ее ядре поднимается до нескольких миллионов градусов, и начинаются реакции превращения водорода в гелий.

Водород — самый обильный элемент во Вселенной и как ядерное горючее — самое калорийное. Пока горит водород, звезда находится на основном этапе своей жизни, занимающем примерно 90 процентов времени ее существования. Его еще называют этапом главной последовательности — поскольку звезды на этой стадии жизни образуют характерную диагональную линию на диаграмме Герцшпрунга-Рассела, она же «диаграмма спектр-светимость».

Когда водород выгорает, звезды сходят с главной последовательности, и их дальнейшая судьба зависит от массы. У звезд с массой от 0,8 до 8-10 масс Солнца после выгорания водорода в ядре это самое ядро начинает сжиматься и нагревается до температуры в 100 миллионов градусов. Тогда в нем начинается реакция превращения гелия в углерод — реакция слияния трех альфа-частиц в ядро углерода.

В этом случае внешняя оболочка звезды раздувается и появляется красный гигант — это ветвь вправо в середине главной последовательности. Эта стадия проходит примерно в 10 раз быстрее, чем стадия горения водорода, то есть этот этап занимает 10 процентов времени жизни звезды.

Затем, после выгорания гелия, сверхплотное ядро превращается в белый карлик, а оболочка расширяется, сбрасывается и улетает. У маломассивных звезд не хватает гравитации, чтобы еще сильнее сжать центральную область и нагреть ее до температуры в миллиарды градусов, при которой загорается углерод.

Звезды с массой более 8-10 масс Солнца после выгорания водорода тоже сбрасывают оболочку, превращаясь в красные сверхгиганты (это верхний правый угол диаграммы). Когда выгорает и гелий, температура в их центре достигает нескольких миллиардов градусов и начинается реакция слияния ядер углерода с образованием магния, неона и кислорода.

Затем по цепочке начинаются реакции с участием этих элементов, пока в центре звезды не образуются железное ядро. Железо — это «ядерная зола», в том смысле, что если до железа слияния ядер идут с выделением энергии, то после железа этот процесс, наоборот, требует поглощения энергии.

Процесс выгорания углеродного ядра занимает всего несколько тысяч лет. Когда у звезды накопится достаточно много железа в центральной области, ядерные реакции уже не могут поддерживать ее светимость, звезда теряет устойчивость и гравитация «схлопывает» звезду.

В результате центральная область сжимается и превращается либо в нейтронную звезду с плотностью миллиард тонн в кубическом сантиметре, либо в черную дыру. Области, которые над ней находятся, падают вниз, сталкиваются, отбрасываются, образуется ударная волна, которая разбрасывает вышележащие слои звезды в окружающее пространство.

Происходит взрыв сверхновой. Эта судьба ждет и Бетельгейзе.

Что мы знаем о звезде

Бетельгейзе, она же альфа Ориона — одна из ярчайших звезд северного неба. Найти ее на небе очень легко — она находится в верхнем левом углу созвездия Ориона, очень хорошо видимое как раз в эти дни. На широте Москвы Орион восходит над горизонтом примерно в пять часов вечера.

Масса звезды составляет примерно 15 ± 3 массы Солнца, а расстояние до нее оценивается примерно в 600-700 световых лет. Это одна из немногих звезд, у которых мы можем различить видимый диск. Еще в 1921 году Альберт Майкельсон с помощью своего интерферометра смог определить ее угловой размер — около 0,047 секунды.

Отчасти из-за яркости звезды и того, что она не наблюдается как точечный объект, мы не можем с высокой точностью определить расстояние до нее, а значит, не можем и точно определить светимость и массу. Все это не дает нам установить, на какой стадии своей эволюции находится Бетельгейзе.

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. Дело в том, что у относительно холодных звезд температура внешней оболочки составляет не более 3,5 тысячи градусов, поэтому бóльшую часть энергии Бетельгейзе излучает в инфракрасном диапазоне. 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.

Внешние слои сверхгиганта до последнего момента «не знают» о том, что происходит в ядре. Все процессы, возбуждающие колебания звезд, похожих на Бетельгейзе, происходят в их внешних слоях. Иными словами, пульсации внешних слоев не отражают процессы, происходящие в центральных областях звезды, поэтому то, что у Бетельгейзе сейчас более глубокий минимум, чем прежде, не говорит нам о том, что звезда скоро взорвется.

Прилетит вдруг нейтрино

Еще 30-40 лет назад мы узнавали о взрыве сверхновой только в момент самого взрыва, но теперь мы сможем узнать о нем заранее — за несколько дней. Мы получим нейтринный сигнал.

В ходе ядерных реакций в центре любой звезды образуется гамма-квант и нейтрино. Гамма-квант, пройдя примерно одну десятую миллиметра, поглощается, потом переизлучается и добирается до поверхности звезды и вылетает «наружу» примерно через 10 миллионов лет. Поэтому с помощью электромагнитных волн узнать, что происходит в центре, просто невозможно.

А нейтрино проходят сквозь звезду без всякого взаимодействия, они летят примерно со скоростью света, а значит, здесь, на Земле, через восемь минут мы можем детектировать нейтрино, родившиеся в центре Солнца.

В момент, когда Бетельгейзе начнет взрываться как сверхновая, — то есть в момент, когда железное ядро в ее центре размером примерно с Землю будет превращаться в нейтронную звезду диаметром с московское Третье кольцо, — температура в ее центре поднимается до 10 миллиардов градусов. Эта колоссальная энергия уносится в основном именно нейтрино.

Нейтрино свободно пронизывают звезду и улетают. А ударная волна в веществе, отразившаяся от нейтронной звезды, будет примерно неделю идти до поверхностных слоев звезды. И только когда она дойдет до поверхности звезды, мы увидим оптическую вспышку.

Именно этот сценарий реализовался при вспышке сверхновой SN 1987A в Большом Магеллановом облаке. Тогда нейтринные детекторы зафиксировали примерно 20 нейтрино, пришедшие примерно за несколько часов до оптической вспышки. Бетельгейзе примерно в 100 раз ближе к нам, значит, поток нейтрино от ее взрыва будет в десятки тысяч раз больше и наши современные детекторы их точно зарегистрируют.

Когда Бетельгейзе взорвется, ее блеск увеличится до -9 звездной величины, то есть по яркости она будет сопоставима с Луной в первой четверти. Вероятно ее будет видно и днем. Однако никакой угрозы для жизни на Земле эта вспышка не несет.

В результате взрыва внешние слои звезды приобретают скорость около 3 тысяч километров в секунду, они будут сталкиваться с веществом, выброшенным раньше — с веществом звездного ветра, которое удаляется от звезды со скоростью несколько километров в секунду. Поэтому сброшенная взрывом оболочка вскоре догонит ветер, возникнет еще одна ударная волна, газ нагреется, возникнет рентгеновское и гамма-излучение.

Спутники это излучение зафиксируют, и на некоторое время Бетельгейзе станет самым ярким рентгеновским источником на небе, но все равно он будет на порядки слабее рентгеновского излучения Солнца.

Нам это ничем не грозит. Какие-то серьезные последствия для нас могли бы наступить, если бы на месте Бетельгейзе находилась звезда с массой порядка сотен масс Солнца, подобная тем звездам, взрывы которых в далеких галактиках мы наблюдаем как длинные гамма-всплески.

При взрыве звезд с массой в сотни масс Солнца железное ядро даже не успевает образоваться — звезда нагревается до такой температуры, что из фотонов начинают рождаться электрон-позитронные пары. Энергия уходит, давление падает, звезда начинает сжиматься. А поскольку основная масса звезды не сгорела, «топлива» много, то может произойти термоядерный взрыв, который просто разнесет все.

Но этот сценарий работает для сферически симметричной звезды. Если звезда вращается, то, когда центральная область начнет сжиматься, вокруг нее образуется диск и два выброса — релятивистских джета, потока вещества с околосветовой скоростью, — которые прошивают звезду насквозь. Именно они продуцируют сверхмощное рентгеновское и гамма-излучение, и если такое событие произойдет рядом, а наша планета окажется на этом луче, то будет плохо.

По счастью, в окрестностях Земли и в нашей половине Галактики таких звезд нет.

Сергей Ламзин

Источник: nplus1.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.