вспышка бетельгейзе что такое
Взорвётся ли Бетельгейзе и чем это нам грозит?
В последнее время средства массовой информации часто обсуждают перспективу превращения в сверхновую одной из ярчайших звёзд неба — Бетельгейзе. Ходят слухи, что она взорвётся чуть ли не со дня на день и что это сильно повлияет на наш мир. Стоит ли верить подобным паническим заявлениям.
Что это за звезда?
Созвездие Орион в атласе Яна Гевелия 1690 года
«Бетельгейзе» в переводе с арабского означает «подмышка великана». Это имя носит альфа Ориона, хотя и уступает по яркости Ригелю — звезде бета в том же созвездии. Благодаря красноватому оттенку Бетельгейзе привлекла к себе внимание многих астрономов ещё в дотелескопную эпоху. О ней писал, к примеру, Клавдий Птолемей — позднеэллинский учёный, создавший геоцентрическую модель мира.
Интересно, что древнекитайские астрономы, наблюдавшие Бетельгейзе за три столетия до Птолемея, сообщали в своих трудах о жёлтом цвете звезды. Если верить их записям, то получается, что она совсем недавно (по меркам космоса, конечно) находилась в фазе жёлтого сверхгиганта — промежуточной между фазами голубого и красного сверхгиганта.
Созвездие Орион, снятое с помощью современного телескопа: красный сверхгигант Бетельгейзе вверху справа (фото: deepskycolors.com)
Английский астроном сэр Джон Гершель заметил, что в период с 1836 по 1840 год яркость Бетельгейзе сильно менялась. В октябре 1837 года и в ноябре 1839 года звезда даже «затмила» Ригель. Затем последовало десять лет относительного покоя, а в 1849 году Гершель зафиксировал начало ещё одного цикла изменений — в 1852 году яркость Бетельгейзе вновь достигла максимума. В результате наблюдений её отнесли к числу «полуправильных» переменных звёзд.
Более совершенные астрономические приборы помогли установить расстояние до Бетельгейзе и её размер. Оказалось, что она находится примерно в 700 световых годах от нас и по радиусу в тысячу раз превосходит Солнце: если бы звезда оказалась в нашей системе, её оболочка простиралась бы до орбиты Юпитера. Тем не менее из-за «переменности» звезды точно установить её физические характеристики пока не получается, учёные продолжают работать в этом направлении.
Бетельгейзе в масштабе Солнечной системы (фото: eso.org)
Почему она «мигает»?
Изображение Бетельгейзе в радиодиапазоне, полученное в 1998 году. Оно отражает размер фотосферы звезды (круг) и влияние конвекционных процессов на её атмосферу (images.nrao.edu)
С помощью современных методов наблюдения удалось выяснить, что на излучающем слое звёздной атмосферы (фотосферы) Бетельгейзе есть яркие пятна. Первые детализированные изображения подтвердили теорию Мартина Шварцшильда о существовании на поверхности красных сверхгигантов огромных конвективных зон, где из-за активного перемешивания вещества энергия переходит из внутренних слоёв во внешние.
Больше всего вопросов сегодня вызывает то, что в период с 1993 по 2009 год радиус Бетельгейзе уменьшился на 15% без снижения светимости. Это зафиксировали в результате множества параллельных наблюдений. Исчерпывающего объяснения происходящему нет. Учёные предполагают, что это кажущееся сжатие, обусловленное активными процессами во внешней оболочке звезды.
В июле 2009 года с помощью Очень большого телескопа (Very Large Telescope) астрономы получили снимки Бетельгейзе, на которых виден гигантский шлейф газа. «Хвост» простирался на 30 астрономических единиц — это расстояние от Солнца до Нептуна. Его наличие ещё раз доказывает, что изменения в облике Бетельгейзе могут быть связаны не только с процессами внутри звезды, но и с эволюцией газопылевых образований рядом с ней.
Изображение Бетельгейзе, полученное в 2009 году с помощью Очень большого телескопа. Здесь хорошо виден газовый «хвост» (eso.org)
Почему она всех волнует?
Бетельгейзе часто упоминается в фантастике. Например, она стала целью космических перелётов в романе Жерара Клейна «Звёздный гамбит» (1958) и Пьера Буля «Планета обезьян» (1963). Воображение фантастов подпитывает неизбежность взрыва красного сверхгиганта. В повестях Роберта Чейза «Транзит Бетельгейзе» (1990) и «Индевор» (2005) рассказывается о спасательной экспедиции к одной из планет системы Бетельгейзе, на которой остались колонисты, перед взрывом звезды. В романе Роберта Сойера «Вычисление Бога» (2001) угроза гибели обитаемых миров из-за превращения Бетельгейзе в сверхновую заставляет Творца явить чудо и тем самым подтвердить своё существование.
Постепенно ожидания фантастов перекочевали в паранаучную литературу, а оттуда — на страницы «жёлтой» прессы. Позже они стали основой катастрофических сценариев.
Изменение формы и яркости фотосферы Бетельгейзе за 2019 год, зарегистрированное Очень большим телескопом (eso.org)
Разговоры о близящемся взрыве возобновились два месяца назад. Связаны они с тем, что Бетельгейзе с октября прошлого года потускнела в два с половиной раза — до +1,61 звёздной величины (обычно её видимая звёздная величина колеблется около значения +0,5). В декабре журналисты начали писать о том, что наблюдаемый феномен может быть связан с превращением звезды в сверхновую, однако учёные более осторожны в прогнозах.
Они рассматривают три вероятных объяснения:
Так или иначе, Бетельгейзе опять привлекла к себе внимание, и теперь астрономы постоянно наблюдают за её светимостью. 22 февраля американские учёные сообщили, что яркость звезды стабилизировалась и потихоньку начинает расти: 20 февраля она поднялась до +1,556 звёздной величины. Конец света отменяется!
Кривая блеска Бетельгейзе в период с августа 2018 года по февраль 2020 года (aavso.org)
А если всё-таки взорвётся?
Так если всё-таки звезда взорвётся, насколько страшны будут последствия? Учёные давно подсчитали, что опасность для нас представляла бы сверхновая, находящаяся на расстоянии меньше 25 световых лет. Бетельгейзе расположена намного, намного дальше. Конечно, вспышка будет хорошо видна — на максимуме яркость Бетельгейзе станет сопоставима с лунной (т.е. —12 звёздной величины). Однако жизни на Земле это излучение не угрожает, просто на небе на какое-то время появится ещё одно красивое светило.
Вещество, которое выбросит сверхновая в окружающее пространство, доберётся до нас только через шесть миллионов лет, при этом оно будет чрезвычайно рассеянным, а слабенькую ударную волну погасит встречный солнечный ветер. От самой Бетельгейзе после взрыва останется компактная нейтронная звезда. Вероятно, это произойдёт в течение ближайших ста тысяч лет, но совершенно точно не завтра.
Астрономы раскрыли тайну «инопланетной» звезды Бетельгейзе
Международная группа астрономов при помощи данных, полученных телескопом VLT, выявила причины таинственного изменения яркости звезды Бетельгейзе, объяснения которому ранее не было. Установлено, что тайна «великого потускнения» кроется в огромном облаке пыли, которое частично закрыло звезду от наблюдателей с Земли.
Результаты нового исследования опубликованы в журнале Nature, а краткий отчет появился на сайте Европейской южной обсерватории (ESO).
Затем звезда преподнесла новый сюрприз, поскольку вновь без всяких видимых причин начала набирать яркость, но делала это довольно неторопливо. Ученые предложили несколько объяснений, но ни одно из них не было признано достоверным.
В новом исследовании астрономы впервые предлагают достоверное объяснение феномену Бетельгейзе. Авторы работы официально заявили, что тайна «великого потускнения» разгадана.
Раскрыть ее помогли данные телескопа VLT, расположенного в Чили. Когда впервые было зарегистрировано снижение яркости звезды, этот телескоп был направлен на Бетельгейзе. С конца 2019 года ученые наблюдали за таинственным объектом. Сделанные снимки подтвердили, что звезда внезапно утратила свою былую яркость, но затем снова начала возвращаться к своему обычному свечению.
Это заставило ученых отказаться от гипотезы о том, что свет звезды может регулярно перекрываться неким транзитным объектом. Также было установлено, что к апрелю 2020 года звезда вернулась к своей обычной яркости.
Эти наблюдения показали, что таинственное потускнение звезды было вызвано своего рода пылевой завесой, закрывшей ее поверхность. В свою очередь это было обусловлено понижением температуры на поверхности Бетельгейзе.
Ученые объясняют, что поверхность этой звезды постоянно меняется. Внутри нее надуваются, движутся и опадают гигантские газовые пузыри. Вероятно, время от времени такие пузыри вырываются с ее поверхности и выносятся в космос. По мере отдаления от звезды температура пузыря снижается и, в конце концов, газ конденсируется в пылевые частицы. Ученые считают, что именно такое явление и произошло в конце 2019 года.
Ранее, помимо гипотезы о внеземной цивилизации, звучали и другие альтернативные предположения. Например, некоторые предполагали, что снижение степени яркости Бетельгейзе может предвещать ее скорую гибель в результате взрыва сверхновой. Новое исследование доказывает, что «великое потускнение» вовсе не является пророчеством скорого конца.
Бетельгейзе. Несколько фактов об интересной звезде
Бетельгейзе (Альфа Ориона) — красный сверхгигант и полуправильная переменная звезда. Обычно является десятой по яркости звездой на ночном небе, и второй по яркости в созвездии Ориона. Но иногда она затмевает самую яркую звезду созвездия — бело-голубой сверхгигант Ригель (Бета Ориона), с которым имеет поразительный цветовой контраст. На длине волны инфракрасного излучения 2 микрона Бетельгейзе является самым ярким объектом на ночном небе. Свое название звезда получила от арабского yad al jauza, что означает «рука близнеца», поскольку в арабской астрономии созвездие Орион иногда упоминается как Близнецы.
Сравнение размеров Солнца и Бетельгейзе. Из открытых источников.
Бетельгейзе — это один из двух красных сверхгигантов, видимая звездная величина которых около единицы. Вторая — Антарес. Бетельгейзе является одной из самых крупных звезд, видимых невооруженным глазом. Ее измеренный угловой размер около — 1,27 мм, что соответствует радиусу 2,9 а.е. на расстоянии 425 световых лет. Поэтому, если поместить Бетельгейзе на место Солнца, оно займет область пространства вплоть до пояса астероидов. Однако неопределенность в отношении расстояния до этого объекта допускает возможный более широкий диапазон его размеров как в большую, так и меньшую сторону. Самые радикальные оценки говорят о размерах, сравнимых с размерами орбиты Юпитера. А также предполагает соответствующий диапазон светимости (включая инфракрасный свет), в 40 000–100 000 раз превышающей светимость Солнца.
Диск Бетельгейзе и ее пыльные окрестности
Диск звезды настолько велик, что его размеры впервые вычислили методом спекл-интерферометрии еще в 1975 году. А первое изображение было получено с помощью космического телескопа Хаббл в 1995 году. Это изображение показало астрономом мощную атмосферу с загадочными горячими пятнами на поверхности звезды. Одно из таких пятен более чем в 10 раз превышает диаметр Земли. И оно по крайней мере на 2000 К горячее, чем остальная поверхность звезды. Исследователи, проводившие эти измерения, обнаружили странный 420-дневный цикл, в течение которого звезда значительно меняет свою яркость. Эти колебания светимости, как считается, вызваны какой-то турбулентностью под поверхностью звезды. И могут вызывать изменение положения яркого пятна с течением времени. Именно перемещение этого пятна, возможно, и вызывает циклическое изменение яркости объекта. Бетельгейзе также окружена огромными пылевыми облаками, первое изображение которых было получено в 1998 году с помощью мощного зеркального телескопа и специальных технологий.
Будущая эволюция Бетельгейзе
Скорее всего, Бетельгейзе в настоящее время продолжает синтезировать гелий из остатков водорода в своем ядре. Теоретики предполагают, что масса объекта уже упала до 12-17 масс Солнца. И если она находится на верхнем пределе этого диапазона, то в ядре Бетельгейзе уже рождаются такие элементы, как неон, магний, натрий и кремний. Вплоть до железа.
В этом случае, через какое-то время, эта звезда взорвется как сверхновая.
Если звезда находится рядом или ниже нижнего предела предсказанного диапазона масс, то со временем она может стать редким неоново-кислородным белым карликом. Имеющим размеры нашей планеты.
Будет ли Бетельгейзе угрожать Земле, когда взорвется?
Примерное расстояние от Бетельгейзе до нас оценивается в 400-650 световых лет. Да, это не очень близко. И все же, это одна из ближайших к Солнцу звезд, которые, вероятнее всего, станут сверхновыми. Когда именно это случится, остается только гадать. Возможно, это уже даже произошло. Ведь свету требуется не менее четырех столетий, чтобы добраться от Бетельгейзе до нас. Средняя оценка, которую могут дать ученые, — эта звезда, вероятно, взорвется в ближайшие 100 000 лет. А ведь это просто мгновение по космическим меркам.
Когда наступит это роковой день, Бетельгейзе станет так называемой сверхновой II типа. Ее внешние слои рванут в космос со скоростью примерно в пять процентов от скорости света. Отработанное ядро тоже взорвется. И превратится, вероятно, в нейтронную звезду диаметром около 20 километров.
Сверхновая Бетельгейзе станет почти такой же яркой, как полная Луна. И будет видна в течение двух или трех месяцев даже днем. Однако, учитывая расстояние, для нас не будет никакой опасности. Потому что огромное количество энергии, выделяемой сверхновой, будет распространяться по космосу в виде растущего пузыря с площадью поверхности в миллионы квадратных световых лет. Ультрафиолетовая вспышка от взрыва, который дойдет до Земли, будет слабее, чем УФ-излучение, обычно получаемое нами от Солнца. И даже вспышка рентгеновского излучения будет слабее, чем стандартная вспышка на Солнце. В лучшем случае она вызовет несколько сбоев в работе спутников связи или навигации.
Сверхновые типа II не представляют угрозы для планет, находящихся на расстоянии сотен световых лет от них. Их смертоносное излучение распространяется равномерно во всех направлениях. И, в конечном итоге, становится слишком слабым, чтобы вызывать какое-то беспокойство. Поэтому мы, или наши потомки, можем спокойно ожидать эффектной кончины Бетельгейзе. Абсолютно не беспокоясь о последствиях.
Как найти Бетельгейзе на небе?
Вы можете увидеть Бетельгейзе невооруженным глазом на ночном небе. Для начала найдите три звезды, составляющие Пояс Ориона.
Затем найдите яркую красноватую звезду чуть выше и немного левее Пояса. Это и есть Бетельгейзе, которая отмечает правое плечо Ориона. (Или левое с нашей точки зрения).
Как найти Бетельгейзе. Источник фото: https://www.4glaza.ru/
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Ученые разгадали тайну потемневшей звезды Бетельгейзе
Ученые, похоже разгадали загадку звезды Бетельгейзе, которая не давала покоя астрономам почти год. Бетельгейзе, яркая звезда созвездия Ориона, начала вести себя неожиданным образом осенью 2019 года, неожиданно снизив свой блеск почти на две трети к февралю 2020 года. Это неожиданное потускнение породило множество вопросов, и главное – предсказание скорого взрыва Бетельгейзе как сверхновой звезды, которым должна завершиться ее жизнь согласно существующим представлениям об эволюции звезд.
Сам объект находится в семистах световых годах от Солнца, поэтому в действительности все события происходили с ней в начале XIV века – мы видим лишь свет, дошедший до нас от звезды. Однако никакого катастрофического взрыва не наблюдалось, Бетельгейзе прошла через период потускнения, к маю этого года достигла прежнего блеска, и астрономы продолжили гадать, что стало причиной столь значительного, самого сильного за историю наблюдения падения блеска.
Среди популярных гипотез было пылевое облако, окружающее звезду, и заслонившее ее свет, а также пятна на ее поверхности.
Как оказалось, пылевая версия подтвердилась, однако все оказалось интереснее – видимо, Бетельгейзе сама «кашлянула» и закрыла себя пылевым облаком. Чтобы понять это, астрономам понадобились наблюдения за звездой при помощи космического телескопа Hubble, которые велись в 2019 и 2020 годах. Наблюдения в сентябре-ноябре 2019 года выявили огромное количество вещества, летевшего от поверхности звезды во внешние части ее атмосферы со скоростью примерно 320 тыс. километров в час. Во время этой трехмесячной вспышки звезда выбросила в окружающее пространство со своей южной полусферы в два раза больше вещества, чем обычно, пришли к выводу американские ученые, опубликовавшие исследование в журнале The Astrophysical Journal.
Именно после этого в декабре 2019 года несколько наземных телескопов заметили снижение блеска звезды.
«Это вещество было в 2-4 раза ярче обычного блеска звезды, — пояснила Андреа Дюпре из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, — И затем, спустя месяц, южная часть Бетельгейзе подозрительно потемнела. Мы считаем, что виной тому темное облако, которое стало результатом выброса, зафиксированного телескопом Hubble».
Оторвавшись от звезды на миллионы километров, эта сверхгорячая плазма, представляющая собой ионы, значительно остыла и сконденсировалась в гранулы пыли, которая образовала плотное непрозрачное облако, затмившее свет звезды для наблюдателей на Земле.
Подтверждением этой гипотезы стали дополнительные наблюдения звезды телескопом Hubble. Данные, полученные в ультрафиолете показали, что внешние слои атмосферы звезды вернулись к прежнему состоянию уже к февралю 2020 года, несмотря на то, что блеск звезды в видимом диапазоне тогда еще не вернулся к прежнему уровню.
И хотя точная причина изначальной вспышки не ясна, Дюпре вместе со своим коллегой Клаусом Штрассмайером из Потсдама считают, что вызвана она была обычной пульсацией звезды. При помощи наземного автоматического телескопа STELLar Activity (STELLA) было показано, что скорость истекавшего с поверхности вещества менялась соответственно циклам пульсации звезды, которая помогала веществу покидать ее поверхность.
Помогли в решении загадки относительная близость к нам этой звезды, ее размеры и возможности телескопа Hubble. Все это делает Бетельгейзе едва ли не единственной звездой, за исключением нашего Солнца, детали поверхности которой ученые могут различить техническими средствами.
По словам ученых, вопрос о том, взорвется ли звезда в ближайшем будущем, остается открыт. «Никто не знает, как ведет себя звезда непосредственно перед тем, как взорвется как сверхновая, поскольку этого никогда не наблюдали, — пояснила Дюпре. – Астрономы наблюдали звезды, может, за год до их взрывов, как сверхновые, но не за дни и недели до этого. Однако вероятность того, что звезда взорвется, как сверхновая в обозримом будущем, довольно мала».
Неспокойная звезда: когда взорвется Бетельгейзе
Альфой обычно обозначают ярчайшую звезду в созвездии, и время от времени Бетельгейзе действительно загорается сильнее остальных. 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.
Это непостоянство известно давно и само по себе не вызывает большого удивления. Но то, что происходит с Бетельгейзе в последние месяцы, выглядит необычным даже для нее. Начиная с осени 2019 года яркость звезды упала так заметно, что это легко увидеть невооруженным глазом. И если уж всем известно, что рано или поздно этот гигант закончит жизнь взрывом сверхновой, – то не пришел ли тот самый момент гибели? И если да, – то что же будет с родиной и с нами?
Естественные циклы
Солнце – тоже переменная звезда: его яркость слегка колеблется, следуя 11-летним циклам активности. 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.
Такие звезды называют полуправильными переменными – их яркость меняется, подчиняясь нескольким циклам разной длительности. Накладываясь друг на друга, сочетаясь с различными случайными процессами, они заставляют звезду то вспыхивать, то гаснуть, то сильнее, то слабее. По существующим оценкам, Бетельгейзе следует сочетанию основного короткого цикла продолжительностью около около 388 дней, и более длительного, но менее выраженного вторичного цикла примерно в 2050 дней (больше 5,5 лет).
Природа длинного цикла пока неясна, но первый, короткий, характерен для подобных звезд – массивных и сравнительно холодных красных сверхгигантов. Время от времени они сжимаются, течение энергии из внутренних слоев во внешние затрудняется, вызывая рост температуры и расширение звезды, словно скопившийся под крышкой пар. Но как только избыток энергии уходит, температура падает, наступает сжатие, и все возвращается на свои места.
На протяжении нескольких лет видимая звездная величина Бетельгейзе может колебаться в широких пределах от 0,4 и до 1,2. Однако, начиная с сентября-октября 2019 года, яркость звезды снизилась более чем на 60 процентов, а звездная величина достигла 1,6. Такого с Бетельгейзе не бывало, как минимум, лет сто, заставляя задуматься, не происходит ли нечто необычное на самом сверхгиганте или в его ближайших окрестностях. Впрочем, в данном случае это почти что одно и то же.
Рыхлый великан
По современным представлениям, Бетельгейзе невероятно молод. Звезде всего лишь 8-8,5 млн лет, и к моменту ее появления Солнце уже успело обзавестись взрослыми планетами, а на Земле давно жили приматы. Юный гигант массой около 20 солнечных масс неторопливо вращается, совершая полный оборот вокруг своей оси примерно за 8,4 земных лет. Зато сквозь межзвездное пространство Бетельгейзе движется быстрее, на скорости порядка 30 км/с, покидая родное скопление и заставляя плечо Ориона подниматься все выше.
На диск Бетельгейзе были направлены и инструменты расположенной в Чили европейской обсерватории ESO, получившие новые снимки звезды сто лет спустя, в декабре 2019-го, когда звезда стала подозрительно терять яркость. Глядя на них, легко заметить, что звезда выглядит довольно несимметричной и совсем непохожа на привычное нам плотное, почти идеально круглое Солнце. В отличие от средних звезд главной последовательности, Бетельгейзе не имеет четко видимой поверхности и даже определенной формы.
Огромная звезда больше похожа на облако разреженной плазмы, окружающее центральную активную область. Кроме того, она постоянно теряет большие количества материи и окутана обширным облаком газа и пыли. Во всем этом объеме могут происходить сложные хаотические процессы, вызывающие самые непредсказуемые изменения в размерах и яркости сверхгиганта. По-видимому, такое случайное «бурление» и привело к необычному снижению яркости звезды в последние месяцы. Впрочем, с середины февраля 2020 года падение яркости прекратилось, и можно ждать, что через какое-то время Бетельгейзе засияет во всем своем блеске.
Далекая вспышка
Тем не менее, положение красного сверхгиганта нестабильно по самой своей природе. Считается, что в таком состоянии Бетельгейзе провел уже пару десятков тысяч лет и вскоре выйдет из него катастрофическим взрывом. Когда в недрах звезды начнет заканчиваться топливо для термоядерных реакций, исходящий поток энергии больше не сможет сдерживать сдавливающую силу гравитации, и начнется быстрый коллапс. Внешние оболочки упадут к центру, развивая скорости, сравнимые со световой, сжимая и раскаляя ядро до огромных температур.
Это запустит новые термоядерные реакции, разворачивающие процесс вспять. Бетельгейзе вспыхнет сверхновой: расширяющаяся ударная волна разбросает его оболочки по окрестностям, а ядро образует сверхплотную нейтронную звезду. Конкретное время этого события неизвестно; по разным оценкам, оно может произойти и через 20 тысяч лет, и через 140 тысяч. Возможно, что в будущем астрономам удастся сузить этот промежуток, получив более точные данные о самой звезде – ее массе и светимости, размерах и скорости вращения.
Впрочем, неощутимо – еще не значит невидимо. Компьютерное моделирование показывает, что яркость взорвавшегося гиганта достигнет яркости примерно половины лунного диска и будет держаться на этом уровне на протяжении нескольких месяцев. Загоревшийся Бетельгейзе будет виден даже на дневном небе, а безлунной ночью будет отбрасывать собственную тень. Лишь постепенно, на протяжении нескольких лет, звезда окончательно погаснет, а Орион окончательно лишится сверкающей застежки на правом плече.