У нас появится второе Солнце? Загадочная звезда Бетельгейзе может превратиться в сверхновую

Что представляет собой звезда Бетельгейзе?

Давайте начнем с небольшой справки.

Бетельгейзе — красная сверхгигантская звезда, расположенная в созвездии Ориона. Это одна из крупнейших и наиболее ярких наблюдаемых звезд для человечества.

Расстояние от Земли

Точное расстояние до Бетельгейзе трудно точно измерить. По разным оценка гигантская звезда может находиться на расстоянии от 500 до 700 световых лет от Земли. Согласно крупному исследованию на основе данных спутника Hipparcos, результаты которого были опубликованы в 2007 году, расстояние до Бетельгейзе оценивалось примерно в 643 световых года.

Однако более поздние измерения, проведенные миссией Gaia Европейского космического агентства, показали, что Бетельгейзе может быть немного ближе — около 530 световых лет от Земли.

Размер Бетельгейзе

Это звезда огромного размера. Если поместить ее в центр нашей Солнечной системы, то ее внешняя поверхность простиралась бы за пояс астероидов, возможно, до орбиты Юпитера — это более 1,6 млрд километров в диаметре!

Однако, как и расстояние, точный размер Бетельгейзе трудно точно измерить, поскольку звезда не имеет четко очерченной поверхности, а ее внешние газовые слои неравномерно плотные.

Светимость

Бетельгейзе — переменная звезда, то есть ее яркость меняется со временем. Но в целом она примерно в 100 000 раз ярче нашего Солнца.

Масса

Масса Бетельгейзе также неопределенна из-за трудностей в измерениях. По оценкам, она обычно в 10−20 раз превышает массу Солнца.

Продолжительность жизни

Ученые давно предполагают, что Бетельгейзе близится к концу своей жизни и однажды взорвется в виде сверхновой звезды. Когда это произойдет — неизвестно, это может случиться завтра или через 100 000 лет.

В конце 2019 и начале 2020 года Бетельгейзе резко потускнела, что привело к предположениям о том, что в скором времени она может стать сверхновой. Однако к середине 2020 года она вернулась к своей нормальной яркости.

На тот момент исследователи решили, что снижение светимости Бетельгейзе, скорее всего, было вызвана большим облаком пыли, выброшенным звездой, а не началом процесса рождения сверхновой.

Бетельгейзе превращается в сверхновую?

Итак, вот что заметили ученые.

Бетельгейзе обычно занимает десятое место в списке самых ярких звезд ночного неба. Однако с начала апреля звезда поднялась на седьмое место и в настоящее время светит более чем на 140% от своей «обычной» яркости, как сообщает Twitter-аккаунт Betelgeuse Status, который отслеживает поведение звезды.

Одним из возможных (и наиболее вероятных) объяснений происходящего является превращение звезды в сверхновую.

Как мы уже говорили выше, Бетельгейзе — красный гигант. Это означает, что огромная звезда уже сожгла все водородное топливо в своем ядре и расширилась в сотни раз за пределы своей первоначальной оболочки.

Астрономы полагают, что сейчас звезда перерабатывает гелий в углерод и кислород. Этот этап жизни звезды длится десятки, а может быть и сотни тысяч лет. Он предшествует гибели звезды в результате взрыва сверхновой.

Последние выходки Бетельгейзе, начало которых датируется 2019 годом, заставили некоторых предположить, что момент ее эффектной смерти, возможно, близок.

Бетельгейзе — переменная звезда, известная регулярными колебаниями между более яркими и более тусклыми периодами.

На протяжении более 100 лет астрономы наблюдали, как Бетельгейзе светлеет каждые 400 дней, затем падает примерно до половины своей пиковой яркости и снова светлеет. Но в декабре 2019 года звезда неожиданно потускнела сверх того, что наблюдалось ранее, достигнув минимума, в 2,5 раза более тусклого, чем ее обычный самый тусклый блеск. Причиной этого события, получившего название «Великое потускнение», впоследствии стало огромное излияние материала из недр звезды, создавшее огромное пылевое облако, которое впоследствии заслонило нам вид на звезду.

Хотя Бетельгейзе с тех пор восстановила свою обычную яркость, звезда не стала совсем прежней после Великого потускнения.

Ее период колебаний яркости в 400 дней сократился вдвое — до 200 дней, и, кроме того, звезда сейчас, похоже, переживает дополнительное усиление яркости, которое так волнует наблюдателей. В особенности тех, кто предполагает, что Бетельгейзе может превратиться в сверхновую в обозримом будущем.

Если Бетельгейзе взорвется, это будет уникальным астрономическим событием. Человечество не имело удовольствия наблюдать за взрывом сверхновой с такого «близкого» расстояния на протяжении последних 400 лет.

С точки зрения космических масштабов мы будем находиться «в первом ряду». Для нас взрыв сверхновой звезды будет настолько ярким, что будет виден даже при дневном свете.

Сколько осталось ждать до появления сверхновой?

Мнения астрономов о том, сколько времени может занять финальная стадия жизни Бетельгейзе, сильно разнятся.

Есть целая группа энтузиастов, которые предполагают, что Бетельгейзе превратится во второе Солнце для землян еще при их жизни.

В то же время, ряд серьезных астрономов считает, что слишком рассчитывать на такое чудо не приходится. Да, Бетельгейзе находится на финальной стадии своего существования в качестве красного гиганта, признают они, но сама эта стадия может продлиться еще не одну тысячу лет.

По меркам космоса даже 10 тыс лет — всего лишь мгновение. Но с точки зрения человеческой цивилизации, которая научилась записывать свои мысли лишь несколько тысяч лет назад, такие цифры — целая вечность.

Такого мнения придерживается, например, Морган Маклеод, астрофизики из Гарвардского университета. Маклеод, опубликовавший целое исследование о Великом потускнении Бетельгейзе, считает, что до взрыва сверхновой не доживут даже наши правнуки.

На это указывают созданные им компьютерные модели происходящего в середине звезды. «Бетельгейзе находится на той стадии, когда в ее ядре происходит сжигание гелия до углерода и кислорода, — поясняет Маклеод. — И если эти модели верны, до взрыва еще десятки тысяч или, может быть, сотни тысяч лет».

Современная астрофизика предполагает определенную последовательность событий в недрах звезд на последнем этапе их существования.

Сначала звезды выжигает весь водород, потом доходит очередь до гелия, а затем наступает очередь углерода и кислорода, которые после сжигания превращаются в неон и магний, а затем и в кремний.

Лишь когда ядро звезды наполняется железом, тогда начинается то, что Маклеод называет «фейерверком».

«Добавление ядер гелия к атому железа фактически извлекает энергию, а не отдает ее, — говорит Маклеод. — Поэтому внезапно вместо реакции, в ходе которой выделяется огромное количество энергии, центр звезды начинает поглощать энергию. И когда происходит это изменение, центр звезды коллапсирует на себя как бы изнутри, и это приводит к тому, что мы называем сверхновой звездой с коллапсом ядра».

В то время как фаза горения водорода в жизни звезды может длиться миллиарды лет, каждая последующая фаза все короче и короче.

«Фаза сжигания гелия длится несколько сотен тысяч лет», — поясняет Мигель Монтаржес, астроном из Парижской обсерватории и один из ведущих европейских экспертов по Бетельгейзе.

«Затем наступает следующая фаза, которая длится около 10 000 лет, потом тысячи лет, потом столетие, и последняя — всего несколько дней и часов непосредственно перед взрывом», — рассказывает он.

Как и Маклеод, Монтаржес считает, что у Бетельгейзе впереди еще много тысяч лет жизни, и не обеспокоен недавним неожиданным усилением яркости. По его словам, звезда и раньше была такой яркой, хотя и на короткие промежутки времени.

А если ученые ошибаются? Когда взорвется Бетельгейзе?

Благодаря возможностям наших лучших телескопов астрономы могут видеть, что происходит во внешних слоях Бетельгейзе, настолько хорошо, что они могут измерить химический состав атмосферы звезды.

Однако у них нет возможности узнать, что на самом деле происходит в ядре звезды.

И это заставляет скептиков усомниться в правильности моделей, на которые опираются ведущие эксперты по Бетельгейзе.

Действительно ли там горит гелий? Или оно уже переключилось на плавление углерода? И если это так, то как мы узнаем об этом?

Монтаржес говорит, что существуют косвенные причины считать, что Бетельгейзе еще далеко от превращения в сверхновую.

Например, согласно историческим записям, Бетельгейзе называли желтой звездой до относительно недавнего промежутка времени. Примерно 2000 лет назад поэты стали описывать ее как красную. Это, по мнению Монтаржеса, может указывать на то, что Бетельгейзе находится лишь на самых ранних стадиях своей жизни в качестве красного гиганта.

Но если все эти данные неверны, либо мы трактуем их неправильно, то существует определенная вероятность, что Бетельгейзе превратится в сверхновую гораздо раньше.

Ученые предполагают, что когда это случится звезда станет такой же яркой, как полная луна, только свет будет сосредоточен в одной точке.

«В течение, возможно, двух месяцев она будет настолько яркой, что если выключить все огни в городе и не будет облаков, то в свете сверхновой можно будет читать книгу, — поясняет Монтаржес. — Она будет настолько яркой, что ее будет видно и при дневном свете. В течение дня на небе будет сиять еще одна звезда».

Может ли вспышка сверхновой причинить Земле вред? Нет, здесь ученые спешат успокоить человечество.

Хотя Бетельгейзе находится достаточно близко, чтобы обеспечить такое зрелище, она слишком далека от Земли, чтобы ее взрыв был опасен для нас.

Астрономы считают, что гигантская звезда должна взорваться на расстоянии 160 световых лет от нашей планеты, чтобы мы почувствовали эффект взрыва.

Последней известной сверхновой звездой, взорвавшейся в галактике Млечный Путь в 1604 году, была SN 1604, также известная как сверхновая Кеплера. Она была названа в честь астронома Иоганна Кеплера, который описал ее в своей книге «De Stella Nova».

Согласно историческим записям, эта сверхновая, удаленная от Земли в 30 раз больше, чем Бетельгейзе, оставалась видимой днем в течение более трех недель.