В последнее время ряд СМИ опубликовали материалы о приближающемся взрыве Бетельгейзе как сверхновой звезды. Видимо под влиянием таких публикаций мы стали получать довольно много вопросов о том, что будет с Землёй, как повлияет на нас взрыв Бетельгейзе и т.д
В отдельной статье о Бетельгейзе мы уже кратко касались этого вопроса, но так как вопросы продолжают поступать, мы решили посвятить этому отдельную статью.
Почему Бетельгейзе взорвётся?
Бетельгейзе — красный сверхгигант в созвездии Ориона. Её масса — примерно 11 масс Солнца. Расстояние до Бетельгейзе — около 725 световых лет.
Звёзды горят и светят за счёт термоядерных реакций, проходящих в их ядрах. Пока звезда находится на главной последовательности она горит за счёт термоядерной реакции, в ходе которой водород превращается в гелий с выделением энергии.
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела
Когда запасы водорода в ядре звезды подходят к концу ядро звезды состоящее к тому времени из гелия сжимается и разогревается и в нём начинается термоядерный синтез гелия в углерод. Затем, когда в ядре выгорает гелий, начинается синтез углерода в магний и так далее по цепочке происходит термоядерный синтез всё более тяжелых элементов вплоть до железа.
Обычно звёзды находятся в состоянии гидростатического равновесия. Т.е. они находятся в состоянии постоянного противоборства сил гравитации и давления. Гравитация стремится как можно сильнее сжать звезду, давление наоборот противостоит гравитации и стремится её расширить. Внешние границы звезды как раз и определяется тем расстоянием от центра звезды, где эти силы уравновешивают друг друга.
Бетельгейзе в представлении художника
По мере синтеза всё более и более тяжелых элементов давление излучения внутри звезды увеличивается и когда в ядре звезды иссякает водород происходит сильное расширение звезды и превращение её в красного гиганта, а затем и сверхгиганта.
Со временем наступает момент, когда топливо для термоядерных реакций в звезде иссякает полностью. Тогда гравитация еще сильнее сжимает ядро и оно схлопывается либо в нейтронную звезду, либо, если позволяет масса, в чёрную дыру.
Внешние слои звезды при этом сбрасываются во время мощнейшего взрыва, который и называют взрывом сверхновой и именно такая судьба ждёт Бетельгейзе.
Из-за чего паника?
В конце 2019-го года группа учёных из университета Виллановы (США, штат Пенсильвания) опубликовала данные наблюдений о том, что яркость Бетельгейзе достигла рекордно низкого за всю историю наблюдений значения.
Данные по изменению яркости Бетельгейзе за всю историю наблюдений
Многими журналистами это было воспринято как свидетельство того, что Бетельгейзе со дня на день взорвётся и они не упустили возможность раздуть сенсацию по сути на пустом месте.
Дело в том, что Бетельгейзе является переменной звездой. Происходит это из-за циклов сжатия и расширения звезды. Термоядерные реакции в ядре звезды разогревают её внешние слои и они расширяются — яркость звезды увеличивается. Затем внешние слои остывают и снова сжимаются — яркость падает и этот цикл повторяется многократно.
Бетельгейзе — одна из немногих звёзд, прямое изображение диска которых удалось получить
Нынешнее падение яркости Бетельгейзе хоть и является самым значительным за всю историю наблюдений само по себе не является чем-то из ряда вон выходящим. В конце концов наблюдения за яркостью Бетельгейзе ведутся всего несколько десятков лет и вполне вероятно, что нечто подобное уже бывало в прошлом.
Кроме того большая часть излучения Бетельгейзе приходится на инфракрасный диапазон. Изменение светимости в оптическом диапазоне довольно мало говорит о том, как изменилась общая светимость.
Когда она наконец взорвётся?
Если коротко — мы не знаем. Может быть завтра, может быть через год, может быть через 100 лет, а может через 1000 или 10 000 лет.
Во-первых потому, что Бетельгейзе находится довольно далеко от нас и наши наблюдательные возможности ограничены, а во-вторых потому, что мы никогда еще не наблюдали последние стадии жизни звезды в такой относительной близости от нас. Взрывы сверхновых мы, в целом, наблюдаем регулярно, но как правило они находятся как минимум сотни тысяч световых лет от нас.
Поэтому если говорить о сроках, то Бетельгейзе осталось совершенно точно меньше 100 тысяч лет до взрыва и скорее всего — меньше 10 тысяч лет.
Как её взрыв повлияет на Землю
Опять же если совсем коротко — никак. В том смысле, что взрыв Бетельгейзе никоим образом не угрожает жизни на Земле. Всё-таки Бетельгейзе хоть и является довольно близкой к нам звездой, но всё же она слишком далеко, чтобы выброс энергии при её взрыве мог как-то навредить нам.
За некоторое время (скорее всего за несколько часов или суток) до взрыва мы зафиксируем мощный выброс нейтрино, а затем увидим оптическую вспышку. В течение нескольких недель Бетельгейзе станет по своей светимости сравнима с Луной и будет видна невооруженным глазом как днём, так и ночью.
Моделирование вспышки Бетельгейзе на ночном небе
Также увеличится и светимость Бетельгейзе в других диапазон, таких как рентгеновском и гамма диапазоне, но во-первых это увеличение светимости будет продолжаться не долго, а во-вторых всё равно оно будет намного меньше радиации нашего Солнца.
Система IK Пегаса
Сколько-нибудь реальную опасность могла бы представлять сверхновая, которая взорвалась бы на расстоянии 50-100 св. лет от Земли. Но, к счастью, на таком расстоянии нет звёзд, которые в обозримом будущем могли бы взорваться. Ближайшим кандидатом на взрыв, в качестве сверхновой является IK Пегаса, находящаяся на расстоянии в 150 св. лет от Земли.
