Когда взорвется Бетельгейзе?

21 January
Диск Бетельгейзе // ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ E. O’Gorman, P. Kervella
Диск Бетельгейзе // ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ E. O’Gorman, P. Kervella

Бетельгейзе, или альфа Ориона, — одна из самых ярких звезд на ночном небе, красный сверхгигант, который находится на расстоянии примерно 642,5 световых лет от Земли. Ее легко обнаружить на ночном небе — достаточно взглянуть на верхний левый угол созвездия Орион, которое хорошо видно зимой. Это одна из крупнейших среди известных астрономам звезд: ее диаметр примерно в 1000–1500 раз больше, и, если бы мы могли поместить ее на место Солнца, она заполнила бы собой орбиту Марса или Юпитера — в зависимости от оценки размера. Бетельгейзе в 17 раз тяжелее Солнца. В 2015 году ученым удалось получить фотографию диска Бетельгейзе с помощью телескопа ALMA.

Читать об эволюции звезд

Возраст Бетельгейзе не превышает 10 миллионов лет, и она находится на одной из последних стадий эволюции. В ее недрах уже давно выгорели водород (это самая длинная стадия, которая занимает 90% жизни звезды) и гелий. Несколько тысяч лет назад она превратилась в красный сверхгигант и перешла на стадию горения углерода, в процессе которого образуется магний, неон и кислород. Затем должны начаться реакции с участием этих элементов, пока в центре звезды не образуется железное ядро. Как только накопится достаточно железа, термоядерные реакции прекратятся, и жизненный путь Бетельгейзе завершится: гравитация сожмет ядро, превратив его в нейтронную звезду, а вещество внешних оболочек звезды выплеснется в межзвездное пространство. Когда Бетельгейзе взорвется, ее блеск увеличится до -9 звездной величины, то есть по яркости она будет сопоставима с Луной. Это событие называется вспышкой сверхновой. Светимость Бетельгейзе постепенно будет снижаться, и через несколько месяцев звезда перестанет быть видна невооруженным глазом.

Расположение Бетельгейзе в созвездии Орион // Wikimedia Commons
Расположение Бетельгейзе в созвездии Орион // Wikimedia Commons

Из-за того, что Бетельгейзе очень яркая, очень сложно точно определить, на каком этапе жизни она находится сейчас — возможно, углерод уже выгорел. В любом случае стадии после выгорания углерода очень короткие, и жить Бетельгейзе осталось совсем недолго.

В октябре 2019 года астрономы заметили, что Бетельгейзе стала тускнеть. К декабрю ее яркость упала до минимального уровня за последние полвека, то есть за всю историю наблюдений, которые проводились с помощью электронных приемников излучения. Подобные изменения яркости порождают слухи о том, что Бетельгейзе взорвется в ближайшее по человеческим меркам время. Однако не все так просто. Предсказать, когда именно произойдет вспышка сверхновой, наука пока не в состоянии. Взрыв может с одинаковой вероятностью случиться и завтра, и через тысячу лет.

Цикличные изменения яркости характерны для красных сверхгигантов. Их внешние оболочки нагреваются и расширяются под действием излучения из центра звезды, но в какой-то момент они становятся сильно разреженными и начинают постепенно остывать и вновь стягиваться к центру. На последних стадиях эволюции пульсация становится неравномерной. Сами по себе изменения во внешних слоях звезды не показывают, что именно происходит в ее недрах. Поэтому изменения яркости еще не означают, что звезда должна скоро взорваться.

Тем не менее за несколько дней до вспышки сверхновой можно получить сигнал в виде потока нейтрино. В это время ядро начинает сжиматься, и температура в центре звезды возрастает до 10 миллиардов градусов Цельсия. Эта колоссальная энергия будет уноситься нейтрино, поток которых смогут зарегистрировать подземные обсерватории. Через неделю после этого события мы увидим на небе оптическую вспышку.

Когда в далеких галактиках умирают звезды массой в сотни Солнц, наблюдаются длинные гамма-всплески — узкие лучи мощного излучения. Считается, что если такой гамма-всплеск произойдет на близком расстоянии от Земли, то он разрушит значительную часть озонового слоя, что негативно повлияет на биосферу нашей планеты. Но Бетельгейзе относительно легкая звезда и расположена слишком далеко, чтобы излучение ее взрыва оказало какое-либо значительное влияние на Землю.

13 лекций о нейтронных звездах и черных дырах

Астрофизик Сергей Блинников о взрывах сверхновых и последних днях Бетельгейзе