У нас з’явиться друге Сонце? Загадкова зірка Бетельгейзе може перетворитися на наднову

Що являє собою зірка Бетельгейзе?

Давайте почнемо з невеликої довідки.

Бетельгейзе — червона надгігантська червона зірка, розташована в сузір'ї Оріона. Це одна з найбільших і найяскравіших спостережуваних зірок для людства.

Відстань від Землі

Точну відстань до Бетельгейзе важко точно виміряти. За різними оцінками гігантська зірка може перебувати на відстані від 500 до 700 світлових років від Землі. Згідно з великим дослідженням на основі даних супутника Hipparcos, результати якого було опубліковано 2007 року, відстань до Бетельгейзе оцінювали приблизно в 643 світлових роки.

Однак пізніші вимірювання, проведені місією Gaia Європейського космічного агентства, показали, що Бетельгейзе може бути трохи ближчою — близько 530 світлових років від Землі.

Розмір Бетельгейзе

Це зірка величезного розміру. Якщо помістити її в центр нашої Сонячної системи, то її зовнішня поверхня простягалася б за пояс астероїдів, можливо, до орбіти Юпітера — це понад 1,6 млрд кілометрів у діаметрі!

Однак, як і відстань, точний розмір Бетельгейзе важко точно виміряти, оскільки зірка не має чітко окресленої поверхні, а її зовнішні газові шари нерівномірно щільні.

Світність

Бетельгейзе — змінна зірка, тобто її яскравість змінюється з часом. Але загалом вона приблизно в 100 000 разів яскравіша за наше Сонце.

Маса

Маса Бетельгейзе також невизначена через труднощі у вимірах. За оцінками, вона зазвичай у 10−20 разів перевищує масу Сонця.

Тривалість життя

Вчені давно припускають, що Бетельгейзе наближається до кінця свого життя і одного разу вибухне у вигляді наднової зірки. Коли це станеться — невідомо, це може статися завтра або через 100 000 років.

Наприкінці 2019 і початку 2020 року Бетельгейзе різко потьмяніла, що призвело до припущень про те, що незабаром вона може стати надновою. Однак до середини 2020 року вона повернулася до своєї нормальної яскравості.

На той момент дослідники вирішили, що зниження світності Бетельгейзе, найімовірніше, було викликане великою хмарою пилу, викинутою зіркою, а не початком процесу народження наднової.

Бетельгейзе перетворюється на наднову?

Отже, ось що помітили вчені.

Бетельгейзе зазвичай посідає десяте місце в списку найяскравіших зірок нічного неба. Однак від початку квітня зірка піднялася на сьоме місце і наразі світить більш ніж на 140% від своєї «звичайної» яскравості, як повідомляє Twitter-аккаунт Betelgeuse Status, що відстежує поведінку зірки.

Одним із можливих (і найімовірніших) пояснень того, що відбувається, є перетворення зірки на наднову.

Як ми вже говорили вище, Бетельгейзе — червоний гігант. Це означає, що величезна зірка вже спалила все водневе паливо у своєму ядрі і розширилася в сотні разів за межі своєї первісної оболонки.

Астрономи вважають, що зараз зірка переробляє гелій у вуглець і кисень. Цей етап життя зірки триває десятки, а може, й сотні тисяч років. Він передує загибелі зірки внаслідок вибуху наднової.

Останні витівки Бетельгейзе, початок яких датується 2019 роком, змусили декого припустити, що момент її ефектної смерті, можливо, близький.

Бетельгейзе — змінна зірка, відома регулярними коливаннями між більш яскравими і більш тьмяними періодами.

Протягом понад 100 років астрономи спостерігали, як Бетельгейзе світлішає кожні 400 днів, потім падає приблизно до половини своєї пікової яскравості і знову світлішає. Але в грудні 2019 року зірка несподівано потьмяніла понад те, що спостерігалося раніше, досягнувши мінімуму, у 2,5 раза тьмянішого за звичайний тьмяніший блиск. Причиною цієї події, що отримала назву «Велике потьмяніння», згодом стало величезне вилиття матеріалу з надр зірки, яке створило величезну пилову хмару, що згодом затулила нам вид на зірку.

Хоча Бетельгейзе відтоді відновила свою звичайну яскравість, зірка не стала зовсім такою, як була після Великого потьмяніння.

Її період коливань яскравості в 400 днів скоротився вдвічі - до 200 днів, і, крім того, зірка зараз, схоже, переживає додаткове посилення яскравості, яке так хвилює спостерігачів. Особливо тих, хто припускає, що Бетельгейзе може перетворитися на наднову в осяжному майбутньому.

Якщо Бетельгейзе вибухне, це буде унікальною астрономічною подією. Людство не мало задоволення спостерігати за вибухом наднової з такої «близької» відстані протягом останніх 400 років.

З погляду космічних масштабів ми будемо перебувати «у першому ряду». Для нас вибух наднової зірки буде настільки яскравим, що його буде видно навіть при денному світлі.

Скільки залишилося чекати до появи наднової?

Думки астрономів про те, скільки часу може зайняти фінальна стадія життя Бетельгейзе, сильно різняться.

Є ціла група ентузіастів, які припускають, що Бетельгейзе перетвориться на друге Сонце для землян ще за їхнього життя.

Водночас низка серйозних астрономів вважає, що занадто розраховувати на таке диво не доводиться. Так, Бетельгейзе перебуває на фінальній стадії свого існування як червоний гігант, визнають вони, але сама ця стадія може тривати ще не одну тисячу років.

За мірками космосу навіть 10 тис років — лише мить. Але з точки зору людської цивілізації, яка навчилася записувати свої думки лише кілька тисяч років тому, такі цифри — ціла вічність.

Такої думки дотримується, наприклад, Морган Маклеод, астрофізик із Гарвардського університету. Маклеод, який опублікував ціле дослідження про Велике потьмяніння Бетельгейзе, вважає, що до вибуху наднової не доживуть навіть наші правнуки.

На це вказують створені ним комп’ютерні моделі того, що відбувається в середині зірки. «Бетельгейзе перебуває на тій стадії, коли в її ядрі відбувається спалювання гелію до вуглецю і кисню, — пояснює Маклеод. — І якщо ці моделі вірні, до вибуху ще десятки тисяч або, можливо, сотні тисяч років».

Сучасна астрофізика передбачає певну послідовність подій у надрах зірок на останньому етапі їхнього існування.

Спочатку зірки випалює весь водень, потім доходить черга до гелію, а потім настає черга вуглецю і кисню, які після спалювання перетворюються на неон і магній, а потім і на кремній.

Лише коли ядро зірки наповнюється залізом, тоді починається те, що Маклеод називає «феєрверком».

«Додавання ядер гелію до атома заліза фактично витягує енергію, а не віддає її, — каже Маклеод. — Тому раптово замість реакції, під час якої виділяється величезна кількість енергії, центр зірки починає поглинати енергію. І коли відбувається ця зміна, центр зірки колапсує на себе ніби зсередини, і це призводить до того, що ми називаємо надновою зіркою з колапсом ядра».

У той час як фаза горіння водню в житті зірки може тривати мільярди років, кожна наступна фаза дедалі коротша і коротша.

«Фаза спалювання гелію триває кілька сотень тисяч років», — пояснює Мігель Монтаржес, астроном із Паризької обсерваторії та один із провідних європейських експертів з Бетельгейзе.

«Потім настає наступна фаза, яка триває близько 10 000 років, потім тисячі років, потім століття, і остання — всього кілька днів і годин безпосередньо перед вибухом», — розповідає він.

Як і Маклеод, Монтаржес вважає, що у Бетельгейзе попереду ще багато тисяч років життя, і не занепокоєний нещодавнім несподіваним посиленням яскравості. За його словами, зірка і раніше була такою яскравою, хоча й на короткі проміжки часу.

А якщо вчені помиляються? Коли вибухне Бетельгейзе?

Завдяки можливостям наших найкращих телескопів астрономи можуть бачити, що відбувається в зовнішніх шарах Бетельгейзе, настільки добре, що вони можуть виміряти хімічний склад атмосфери зірки.

Однак у них немає можливості дізнатися, що насправді відбувається в ядрі зірки.

І це змушує скептиків засумніватися в правильності моделей, на які спираються провідні експерти з Бетельгейзе.

Чи справді там горить гелій? Чи воно вже переключилося на плавлення вуглецю? І якщо це так, то як ми дізнаємося про це?

Монтаржес каже, що існують непрямі причини вважати, що Бетельгейзе ще далеко від перетворення на наднову.

Наприклад, згідно з історичними записами, Бетельгейзе називали жовтою зіркою до відносно недавнього проміжку часу. Приблизно 2000 років тому поети стали описувати її як червону. Це, на думку Монтаржеса, може вказувати на те, що Бетельгейзе перебуває лише на ранніх стадіях свого життя як червоний гігант.

Але якщо всі ці дані неправильні, або ми трактуємо їх неправильно, то існує певна ймовірність, що Бетельгейзе перетвориться на наднову набагато раніше.

Вчені припускають, що коли це станеться, зірка стане такою ж яскравою, як повний місяць, тільки світло буде зосереджене в одній точці.

«Протягом, можливо, двох місяців вона буде настільки яскравою, що якщо вимкнути всі вогні в місті і не буде хмар, то у світлі наднової можна буде читати книгу, — пояснює Монтаржес. — Вона буде настільки яскравою, що її буде видно і при денному світлі. Протягом дня на небі сяятиме ще одна зірка».

Чи може спалах наднової завдати Землі шкоди? Ні, тут вчені поспішають заспокоїти людство.

Хоча Бетельгейзе розташована досить близько, щоб забезпечити таке видовище, вона занадто далека від Землі, щоб її вибух був небезпечним для нас.

Астрономи вважають, що гігантська зірка має вибухнути на відстані 160 світлових років від нашої планети, щоб ми відчули ефект вибуху.

Останньою відомою надновою зіркою, що вибухнула в галактиці Чумацький Шлях у 1604 році, була SN 1604, також відома як наднова Кеплера. Її було названо на честь астронома Йоганна Кеплера, який описав її у своїй книзі «De Stella Nova».

Згідно з історичними записами, ця наднова, віддалена від Землі в 30 разів більше, ніж Бетельгейзе, залишалася видимою вдень упродовж понад трьох тижнів.