Если вы посмотрите на зимнее небо в созвездии Ориона, сразу заметите яркую красноватую звезду в верхнем левом углу фигуры охотника. Это Бетельгейзе. Она — одна из самых ярких звёзд на ночном небе и одна из самых больших, какие только известны астрономам. Но главное, что делает её знаменитой, — это её нестабильность: Бетельгейзе — кандидат в сверхновые. Она может взорваться завтра, через тысячу лет или через сто тысяч лет.
1. Что такое Бетельгейзе
Бетельгейзе — красный сверхгигант, звезда на финальной стадии своей эволюции. Её масса — примерно в 15-20 раз больше массы Солнца. Радиус — колоссальный: если поместить Бетельгейзе в центр Солнечной системы, она поглотила бы орбиту Марса, а возможно, достигла бы и Юпитера.
Температура её поверхности — около 3500 градусов (у Солнца — 5500 градусов).
Светимость Бетельгейзе — в 100 000-150 000 раз больше солнечной. Если бы она находилась на расстоянии Сириуса (8,6 световых лет), она сияла бы на нашем небе ярче полной Луны.
Расстояние от Земли до Бетельгейзе — около 640 световых лет. Это достаточно далеко, чтобы взрыв сверхновой не причинил вреда Земле, но достаточно близко, чтобы его было видно даже днём.
Название «Бетельгейзе» происходит от арабского «Yad al-Jawzā'» («рука Ориона»), которое при переводе на латынь и дальнейших искажениях превратилось в «Betelgeuse». В некоторых языках её называют «подмышкой Ориона».
2. Почему Бетельгейзе становится то тускнее, то ярче
Бетельгейзе — переменная звезда. Её яркость меняется с периодом примерно 400-500 дней, но амплитуда колебаний нерегулярна. В среднем она колеблется между 0,0 и 1,3 звёздной величины, иногда становясь ярче, чем Ригель (голубой сверхгигант в том же созвездии), иногда тускнея до величины 1,6.
Причина пульсаций — неустойчивость оболочки красного сверхгиганта. Внутри звезды идут сложные конвективные движения (огромные пузыри раскалённой плазмы поднимаются к поверхности и опускаются обратно). Внешние слои то сжимаются, то расширяются, меняя площадь излучающей поверхности и её температуру.
Самое драматическое событие произошло в 2019-2020 годах, когда Бетельгейзе потускнела до 1,6 звёздной величины — примерно на 60% ниже обычного минимума. Астрономы забеспокоились: не начался ли взрыв?
Позже выяснилось, что звезда выбросила огромное облако пыли (вероятно, из конденсирующегося газообразного оксида кремния и других тяжёлых элементов), которое заслонило свет с одной стороны. К концу 2020 года Бетельгейзе вернулась к обычной яркости.
3. Как выглядит поверхность Бетельгейзе
Бетельгейзе настолько большая и (относительно) близкая, что астрономы смогли «увидеть» её поверхность. С помощью интерферометров (объединённых телескопов) были получены изображения звезды в виде пятнистого диска.
На этих изображениях видны огромные конвективные ячейки — пузыри раскалённой плазмы, поднимающиеся из недр. Размер одной такой ячейки сравним с орбитой Земли. Температура в центре ячейки выше, чем на краях, поэтому она ярче.
Бетельгейзе не имеет чёткой границы — её атмосфера простирается далеко в космос, и звезда теряет массу со скоростью около одной массы Земли в год. Это много, но для звезды массой 20 Солнц не критично.
В 2011 году астрономы создали видеоролик, составленный из снимков Бетельгейзе с интервалом в несколько лет. На нём видно, как конвективные пятна движутся и меняют форму — это первое прямое наблюдение конвекции на поверхности другой звезды.
4. Почему Бетельгейзе взорвётся сверхновой
Бетельгейзе находится на финальной стадии жизни массивной звезды. В её ядре уже закончился водород (превратился в гелий), закончился гелий (превратился в углерод и кислород). Сейчас она, вероятно, сжигает углерод, а затем будет сжигать неон, кислород и кремний.
Каждый новый этап короче предыдущего. Сжигание водорода длится миллионы лет, гелия — сотни тысяч лет, углерода — тысячи лет, неона — годы, кислорода — месяцы, кремния — дни. Когда железное ядро накопится до критической массы (около 1,4 массы Солнца), оно коллапсирует, и звезда взорвется как сверхновая типа II.
Для Бетельгейзе этот момент может наступить в любой момент в ближайшие 100 000 лет. Сейчас она сжигает какой-то из элементов, и никто не знает, какой именно. Если она сжигает кремний, то взрыв может произойти завтра. Если углерод — ещё через тысячи лет.
Нейтрино от взрыва Бетельгейзе дойдут до Земли за несколько часов до света (потому что нейтрино проходят сквозь вещество звезды почти без задержки, а свет застревает в плотной оболочке). Детекторы нейтрино предупредят астрономов о взрыве до того, как его можно будет увидеть в телескопы.
5. Как будет выглядеть взрыв Бетельгейзе
Когда Бетельгейзе взорвётся, она на короткое время (несколько недель или месяцев) станет ярчайшей звездой на небе, возможно, сравняется по яркости с полной Луной и будет видна днём. Затем она будет медленно тускнеть в течение нескольких лет, превращаясь в расширяющуюся туманность.
Земле взрыв не угрожает. Расстояние в 640 световых лет достаточно велико, чтобы защитить нас от гамма-излучения и заряженных частиц. Но полярные сияния станут ярче и могут наблюдаться в средних широтах несколько лет.
Никакого вреда для жизни не будет, но зрелище будет грандиозным.
А знаете ли вы? Последняя наблюдаемая сверхновая в нашей Галактике (невооружённым глазом) была в 1604 году — сверхновая Кеплера. До этого — в 1572 году сверхновая Тихо. Бетельгейзе может стать следующей.
6. Что останется после взрыва
После взрыва сверхновой от Бетельгейзе останется нейтронная звезда или чёрная дыра. Если масса ядра перед взрывом превышает 3 массы Солнца, образуется чёрная дыра (что вероятно, так как звезда массивнее 15-20 солнечных). Если меньше — нейтронная звезда.
Вокруг будет расширяться туманность — остаток сверхновой, похожая на Крабовидную туманность. Она будет светиться тысячелетия, постепенно рассеиваясь в межзвёздном пространстве.
Возможно, что взрыв Бетельгейзе уже произошёл, но свет ещё не дошёл до Земли. Если она взорвалась 640 лет назад, мы увидим это сейчас. Если 639 лет назад — через год.
7. Бетельгейзе в истории и культуре
Эта звезда упоминалась в мифах многих народов. В Китае её называли «Шэньсю» («звезда-призрак»), ассоциируя с опасностью и нестабильностью. В Бразилии она была частью мифологии тупи-гуарани.
В научно-фантастических романах её часто изображают как место действия или как ориентир в космосе.
Её нестабильность и близость (по астрономическим меркам) сделали её одной из самых изучаемых звёзд на небе.
А знаете ли вы? В 2013 году астрономы объявили, что Бетельгейзе, возможно, сталкивается с облаком межзвёздной пыли, вызывая её нерегулярные потускнения. Но гипотеза не подтвердилась — данные говорили о внутренних процессах.
Итог
Бетельгейзе — уникальная звезда. Она одна из самых больших, одна из самых ярких и одна из самых нестабильных на нашем небе. Её взрыв — вопрос времени, и он будет самым ярким небесным событием в истории человечества (после изобретения телескопа). Мы можем только наблюдать и ждать. И каждый раз, глядя на красноватую звезду в плече Ориона, понимать: возможно, она уже взорвалась, и сигнал об этом несётся к нам со скоростью света.
Подпишись, если понравилась статья!
Ниже другие статьи: