Як помирають зірки. Чому згасає Бетельгейзе і коли вибухне Сонце - фото

Як помирають зірки. Чому згасає Бетельгейзе і коли вибухне Сонце

29 грудня 2019, 09:03

Одна з найяскравіших зірок на нашому небі швидко втрачає яскравість. Можливо, вона вже перетворилася на наднову зірку.

Коротко:

чому одна з найяскравіших зірок стрімко почала згасати

що таке наднова і як вона пов’язана з людьми

коли зникне Сонце і що буде із Землею після цього

Відео дня

Х очете яскравий новорічний феєрверк? Величезна зірка Бетельгейзе може вам його влаштувати: зірка стрімко втрачає яскравість, що може означати її швидкий вибух. Правда, світло від неї добереться до нас тільки через 700 років.

Астрономічні спостереження для більшості людей досить нудне заняття. Але, іноді вчені зауважують щось таке, що потім обговорює весь світ. Наприклад, вибух наднової зірки.

За весь час телескопічних спостережень астрономи жодного разу не фіксували появу наднових зірок у нашій галактиці.

Це надзвичайно красиве явище означає смерть зірки, яка в кінці свого життя буквально вибухає і викидає в космічний простір величезну кількість речовини.

Процес супроводжується яскравими спалахами і після нього можуть з’являтися нейтронні зірки або навіть чорні діри.

Така доля чекає і наше Сонце, але після його вибуху ні нейтронні зірки, ні чорні діри не з’являться, оскільки Сонце занадто легке і маленьке. У свою чергу, Бетельгейзе цілком може претендувати на перетворення на нейтронну зірку після становлення надновою.

НВ розбиралася, що діється в сусідньому до нас сузір'ї Оріона, і як вибухне Сонце.

spaceengine.org

Фото: spaceengine.org

Що не так з Бетельгейзе?


На початку грудня 2019-го вчені з Університету Вілланова, штат Пенсільванія, опублікували дослідження «Згасання ближнього червоного супергіганта Бетельгейзе», в якому описали, що одна з найяскравіших зірок в нашому небі стрімко стає тьмянішою.

Пізніше в Американській асоціації спостерігачів змінних зірок (AAVSO) підтвердили, що Бетельгейзе стала в 2,5 разу темніше і втратила в яскравості приблизно одну зоряну величину від +0,5 до +1,5.

Так, в зоряних величинах позитивні значення визначають тьмяні об'єкти, а негативні яскраві. Так, наприклад, наше Сонце у видимому діапазоні випромінювання світить з яскравістю -26,7 зоряних величин, а Місяць у повній фазі досягає -12,7 зоряних величин.

Зміна яскравості Бетельгейзе зацікавила астрономів з усього світу, оскільки це може означати, що зірка доживає свій останній час і незабаром перетвориться на наднову, буквально вибухнувши в космічному просторі. Точніше, вже перетворилася, адже Бетельгейзе розташована в сузір'ї Оріона на відстані 700 світлових років від нас.

Астрономам залишилося лише перевіряти, які вісті у вигляді світла доходять на Землю від Бетельгейзе, і чи дійсно зміна яскравості пов’язана зі швидкою смертю цієї зірки.

За всю історію телескопічних спостережень вчені поки що не помічали появи наднових в Чумацькому шляху. Крім SN 1604, яку також називають надновою Кеплера, — її на початку XVII століття помітив німецький астроном Йоганн Кеплер. Та й то, SN 1604 розташована в сузір'ї Змієносця на відстані приблизно 20 тис. світлових років від нас. Тому, Бетельгейзе може стати першою зіркою, яка вибухне у відносній близькості до Землі.

CC
Фото: CC

Цього червоного супергіганта вперше помітив англійський вчений Джон Гершель у 1836 році. Сьогодні ми знаємо, що Бетельгейзе приблизно в 17 разів важча за Сонце, і якщо його розмістити в центрі Сонячної системи, ця зірка досягне орбіти Юпітера. Червоний гігант також приблизно в 100 тис. разів яскравіший за нашу зірку, через що він був одним з найяскравіших об'єктів у небі. Донедавна.

Відомо, що життя Бетельгейзе дуже коротке всього до 10 млн років. Для зірки це практично мить, — навіть нашому Сонцю близько 4,6 млрд років. Альфа Оріона (так ще називають Бетельгейзе) дуже швидко спалює всі свої запаси водню, що незабаром може призвести до його вибуху і появи наднової.

Незважаючи на значне зменшення яскравості, астрономи поки що не впевнені, що Бетельгейзе незабаром перетвориться на наднову зірку. Вчені очікують, що вже на початку 2020-го ця зірка знову стане світити, як зазвичай.

Однак, якщо найближчим часом ми все ж дізнаємося про вибух Бетельгейзе це стане безпрецедентним випадком в історії космічних спостережень. Спалах від наднової Бетельгейзе буде мати яскравість в -10 зоряних величин, що дозволить спостерігати за цією подією при денному світлі.

Поява наднової так близько до Землі дозволить вченим дізнатися більше про природу цього явища і його наслідки.

britannica.com

Фото: britannica.com

Що ми знаємо про спалахи наднових?


Як правило, наднові виникають через зміни в ядрі звичайної зірки. Всі наднові спалахи можна поділити на два основних типи.

Перший стосується бінарних зоряних систем, в якій білий карлик зірка в кінці свого існування, розміром із Землю живиться енергією іншої зірки. Збираючи занадто багато речовини, білий карлик вибухає і перетворюється на наднову.

У другому типі появи наднових бере участь тільки одна зірка. Коли в ній закінчується все паливо, необхідне для термоядерного синтезу, ядро зірки починає поглинати її зовнішні частини, і стає настільки важким, що не може чинити опір власній гравітації і вибухає. Цю подію ще називають гравітаційним колапсом.

Залежно від сліду наднової, їх також поділяють на класи і підкласи: якщо в спектрі наднових не помітні лінії водню це клас I, якщо ж вони, навпаки, є це клас II.

Наднові спалахи відбуваються постійно, оскільки різні зірки вмирають і перероджуються заново. Після наднової в космічному просторі може поширюватися величезна кількість речовини, включно з небезпечним радіаційним випромінюванням.

scoopnest.com
Фото: scoopnest.com

Деякі вчені вважають, що наднові спалахи які відбувалися поблизу від Сонячної системи могли змусити первісних людей почати ходити на двох ногах. Справа в тому, що надмірна енергія від вибухів прилеглих зірок могла викликати масові пожежі на Землі і знищити дерева, на яких жили примати. Внаслідок пожеж, тварини повинні були бігти і пізніше еволюціонували в прямоходячих.

На жаль чи на щастя, навіть якщо Бетельгейзе перетворитися на наднову на нас це ніяк не відіб'ється. Щоб енергія вибуху досягла Землі, зірка повинна бути розташована в межах від 50 до 300 світлових років від Сонячної системи.

Найближчі до нас кандидати на появу наднових — це подвійна зірка IK Пегаса в однойменному сузір'ї (150 світлових років), Спіка — найяскравіша зірка в сузір'ї Діви (250 світлових років від нас) і Альфа Вовка із сузір'я Вовка (465 світлових років від нас).

Однією з останніх виявлених супернових стала SN 2015L, яку виявили астрономи з Університету штату Огайо в червні 2015-го. SN 2015L також називають «надяскравою надновою», оскільки спалах від неї був у 570 млрд разів яскравішим, ніж наше Сонце, і в 20 разів яскравішим, ніж все світло в галактиці Чумацький шлях. Це робить SN 2015L одним з найяскравіших об'єктів, які коли-небудь спостерігала людина.

Спостереження за надновими дозволяють вченим дізнатися, як розширюється Всесвіт, і яку роль відіграє поширення речовини в космосі. Багато елементів, які знаходили на Землі, є частиною інших зірок.

За надновими можна спостерігати як за допомогою рентгенівських і гамма-телескопів, так і за допомогою звичайних лінзових телескопів. Деякі наднові, як наприклад у випадку з Бетельгейзе, можна буде побачити неозброєним оком. Потрібно тільки знати, куди дивитися.

1zoom.ru

Фото: 1zoom.ru

Чи стане Сонце надновою?


Як і будь-яка інша зірка, наше Сонце також коли-небудь помре. Це «коли-небудь» вчені оцінюють приблизно в 7 млрд років. На жаль, ця подія буде не такою красивою і ефектною, як у випадку з Бетельгейзе.

Справа в тому, що основою для наднових можуть бути тільки дуже важкі зірки, які важать від 8 до 12 разів більша за Сонце. У випадку з нашою зіркою — Сонце буде поступово розширюватися до розмірів червоного гіганта, ставати в тисячі разів яскравішим, ніж воно світить зараз, але при цьому втрачати свою масу.

Після цього повинен відбутися описаний вище гравітаційний колапс і Сонце просто перетвориться на білого карлика, поступово знижуючи свою температуру до температури Всесвіту.

Якщо з долею Сонця вченим все більш-менш зрозуміло, те що буде із Землею, коли наша зірка почне вмирати точно невідомо.

Очевидно, що майбутній червоний гігант розшириться за межі орбіти Землі, але не факт, що наша планета при цьому буде спалена Сонцем. Оскільки вага зірки поступово скорочується в майбутньому знизиться і її гравітаційне зусилля, а взаємодія Землі з іншими планетами може змістити нас в іншу точку Сонячної системи.

У Національному інституті ядерної фізики в Римі підрахували, що з поточними темпами зниження маси Сонця, Земля відсунеться від нього тільки на 30 тис. км. до періоду, коли наша зірка перетвориться на червоного гіганта. Але, дослідники також визначили, що на той час Сонце вже розшириться на 1,7 млрд км, що не дозволить нам врятуватися від його руйнівної дії.

При такому розкладі наша планета, як і всі інші об'єкти в радіусі 1,7 млрд км навколо Сонця просто випарується. Чи можемо ми якось відсунути Землю, щоб врятуватися від Сонця, що вмирає? Теоретично, так.

Деякі вчені говорять про можливий гравітаційний маневр, який дозволить змінити орбіту планети. Наприклад, коли астероїд пролітає недалеко від Землі, він не тільки потрапляє під дію її гравітації і відштовхується на виході, але й впливає своїм гравітаційним полем на планету. Звичайно, цей вплив дуже малий, щоб хоч трохи змінити курс Землі, але, що буде якщо взяти не один величезний астероїд, а, скажімо, мільйон?

Лектор з проектування космічних систем в Університеті Глазго Маттео Черіотті вважає, що саме така кількість космічних каменів потрібна, щоб змінити орбіту Землі за допомогою зовнішнього гравітаційного впливу.

Ще можна придумати надзвичайно потужні двигуни на кшталт сонячного вітрила або силової установки на викопному паливі, які могли б відсунути Землю хоча б на орбіту Марса. Саме такий варіант використовували герой китайського фільму The Wandering Earth (Мандрівна Земля), в якій вони рятували Землю від Сонця.

Правда, навіть в цьому припущенні є дуже багато змінних, і ми не можемо сказати напевно, як Земля буде взаємодіяти з іншими планетами і що трапиться з нашим природним супутником — Місяцем. Благо, у нас є цілих 7 млрд років, щоб вирішити ці проблеми.

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Діліться матеріалом




Радіо НВ
X