Бетельгейзе меньше и ближе к Солнцу чем считалось

Бетельгейзе по праву считается одной из самых интригующих звезд в окрестностях Солнца. Она представляет собой красный сверхгигант, который уже исчерпал запасы своего водородного горючего и в ближайшем (по астрономическим меркам) будущем станет сверхновой.

В 2019 – 2020 году светило пережило рекордное падение блеска, что было интерпретировано некоторыми астрономами как признак скорого взрыва. Впрочем, затем яркость Бетельгейзе восстановилась до привычных значений. Последующий анализ показал, что потускнение вряд ли связано с предстоящим превращением гиганта в сверхновую. Согласно превалирующей версии, оно было вызвано выбросом вещества, при охлаждении образовавшим пылевое облако. По другой гипотезе, большая часть поверхности светила покрылась огромными пятнами.

В любом случае, событие вызвало новый всплеск интереса к изучению Бетельгейзе. Международная команда астрономов попыталась уточнить характеристики звезды. Для этого она прибегли как к наблюдательным данным, так и результатам моделирования. Исследование показало, что радиус Бетельгейзе примерно в 760 раз превосходит радиус Солнца. Это меньше, чем считалось ранее.

Исходя из полученной цифры, астрономы произвели переоценку дистанции до Бетельгейзе. Расчеты показали, что она составляет 550 световых лет, что примерно на 100 световых лет меньше общепринятой цифры. Также исследователям удалось наложить ограничение на массу гиганта. Она должна лежать в диапазоне от 16.5 до 19 солнечных.

Еще один важный вывод исследования заключается в том, что Бетельгейзе по-прежнему находится на ранней стадии горения гелия в ядре. А это означает, что гиганту не грозит превращение в сверхновую «со дня на день». По мнению ученых, у Бетельгейзе в запасе осталось еще порядка 100 тысяч лет.

Как Бетельгейзе «чихнула»: промежуточные итоги активности звезды в 2020-м году

АВТОР: ALEXANDER MINKIN · 12 СЕНТЯБРЯ, 2020

Ученые опубликовали результаты нового исследования сверхгиганта Бетельгейзе.

Известно, что Бетельгейзе относится к красным супергигантам, а её «жизнь» уже подходит к концу. Для звёзд такого класса периодическое изменение светимости является нормой. За 150 лет наблюдений астрономами были замечены изменения яркости Бетельгейзе каждые 420 дней. Однако именно последний год стал для неё весьма необычным.

Что же произошло на самом деле и как это событие влияет на астрономическое сообщество? Предлагаю разобраться.

Значительные изменения яркости звезды были обнаружены ещё в конце 2019-го года.

В начале 2020 года звезда по-своему «чихнула» и тем самым удивила весь мир: её яркость какое-то время составляла всего 2/3 от обычного значения. Важно заметить, что ранее столь резкий спад светимости не наблюдался.

Изначально астрономы были озадачены, но разобраться с ситуацией помог телескоп «Хаббл», который начиная с января 2019 года систематически наблюдал Бетельгейзе в ультрафиолетовом диапазоне.

В период с сентября по ноябрь 2019-го, телескоп обнаружил признаки тёмных пятен вещества, которые были выброшены звездой в её атмосферу. Чуть позже, в декабре 2019-го, наземные телескопы зафиксировали потускнение звезды.

Один из ведущих авторов исследования Андреа Дюпри объясняет случившееся следующим образом: https://www.cfa.harvard.edu/news/2020-17

Мы считаем, что выброшенный звездой газ охладился на расстоянии миллионов миль от звезды – таким образом сформировалась пыль, которая заблокировала видимость южной части Бетельгейзе, фотографии которой были получены в январе-феврале.

Что же могло вызвать столь массивный выброс звездного вещества?

В первую очередь, следует отметить, что учёным неизвестны показатели плотности всех звездных веществ, состав и преобладание химических элементов, а также их температура.

Во-вторых, выброс вещества произошёл вдалеке от полюсов Бетельгейзе, несмотря на то, что там гравитационное влияние наиболее слабое и обычно именно это позволяет огромному количеству вещества покинуть звезду.

Буквально месяц назад было зафиксировано “внеплановое” небольшое снижение яркости звезды. Хотя астрономы считали, что оно должно было произойти не менее чем через год.

Андреа Дюпри считает, что «…такого не должно быть», поэтому основная задача состоит в проведении тщательных исследований во второй половине года для регистрирования новых колебаний светимости.

Так почему астрономов так интересует Бетельгейзе и какую тайну хранит звезда?

Дело в том, что сверхгигант находится на стадии окончания «жизни» и в скором времени Бетельгейзе взорвётся сверхновой.

Останки сверхновой SN 1604, сфотографированные телескопом им. Хаббла

Светило находится на расстоянии 700 световых лет от Земли. Результат появления сверхновой будет виден на земном небосводе несколько месяцев, а её яркость, по некоторой информации, может достичь яркости Луны.

По оценке исследователей, событие должно случится в ближайшие 100 000 лет. Это даёт астрономам уникальную возможность наблюдать за взрывом сверхновой, предваряющими его «колебаниями» звезды, а также точнее рассчитывать взрывы других звёзд.

Астрономы с помощью наземных и космических обсерваторий выяснили, что причиной недавнего рекордного потускнения сверхгиганта Бетельгейзе стал выброс плазменного пузыря и конвективной ячейки. Пройдя сквозь атмосферу звезды, плазма охладилась, образовав пылевое облако. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal.

Бетельгейзе находится на расстоянии около 700 световых лет от Солнца в созвездии Ориона. Этот красный сверхгигант во много раз массивнее Солнца и считается одной из крупнейших известных звезд. Текущий возраст Бетельгейзе составляет около восьми миллионов лет: предполагается, что в ближайшие десять тысяч лет произойдет гравитационный коллапс ядра, и звезда взорвется как сверхновая II типа.

Бетельгейзе принадлежит к типу полуправильных переменных звезд и демонстрирует долгопериодические колебания блеска. Однако, в период с ноября 2019 года по март 2020 года она рекордно потускнела за всю историю фотоэлектронных наблюдений: ее видимая звездная величина упала с 0,6 до 1,6. Тогда некоторые астрономы посчитали, что гигант готов взорваться, однако в апреле этого года ее яркость восстановилась до обычных значений.

Первоначально существовало две версии сильного падения блеска Бетельгейзе: резкое охлаждение видимой поверхности звезды из-за сильных пульсаций или конвективных процессов и обширный выброс пыли по направлению к земному наблюдателю. Вторая версия вскоре получила подтверждение: над конвективными ячейками звезды обнаружили пылевые облака. Доказательства — данные наблюдений в субмиллиметровом диапазоне — есть и у первой версии.

Группа астрономов во главе с Андреа Дюпри (Andrea Dupree) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики опубликовала результаты анализа данных наблюдений за Бетельгейзе в 2019–2020 годах. Данные собрали с помощью «Хаббла», следившим за звездой в ультрафиолетом диапазоне, наземной обсерватории STELLA, которая получала информацию о движении внешних слоев звезды, космической обсерватории STEREO и наземных наблюдателей и обсерваторий (например, TrES), которые отслеживали изменения яркости Бетельгейзе.

Ученые пришли к выводу, что в прошлом году из крупной конвективной ячейки на видимой поверхности гиганта произошел выброс плазмы, который был ускорен расширяющимися слоями звезды в ходе очередного цикла долговременных пульсаций. Расширяющийся плазменный пузырь прошел через горячую атмосферу звезды в более холодные внешние области, где плазма остыла, что привело к образованию частиц пыли, создавших пылевое облако, наблюдавшееся в южном полушарии Бетельгейзе.
Ожидается, что следующий минимум яркости звезда пройдет в апреле 2021 года, наблюдения за ней будут вестись при помощи космических обсерваторий. Близость звезды позволяет в ходе долговременных наблюдений за ней в деталях изучить процессы потери массы сверхгигантом и его околозвездной среды.

Бетельгейзе — не единственная из полуправильных переменных звезд, которая демонстрирует неоднородные изменения блеска. В прошлом году российские астрономы выявили похожее поведение у звезды V Гончих Псов, которое объяснялось асимметричной пылевой оболочкой.

https://nplus1.ru/news/2020/08/14/betelgeise-dust-and-plasma