Бетелгейзе – Звездата, която ще умре с грандиозна експлозия

Бетелгейзе е умиращ червен гигант, който един ден ще избухне в супернова и за кратко ще преобрази небето ни.

Бетелгейзе е ярката, червеникава звезда в рамото на съзвездието Орион, която се вижда лесно с невъоръжено око. Тя сияе с червеникава светлина в съзвездието Орион и се разпознава веднага, ако знаете къде да погледнете. Но това, което я прави наистина очарователна, е фактът, че я наблюдаваме в последния етап от нейния живот.

Бетелгейзе е масивна, нестабилна и застаряваща звезда, която един ден ще избухне като грандиозна супернова, достатъчно ярка, за да промени облика на небето ни за седмици или месеци. И тъй като тя е достатъчно близо и явлението ще бъде толкова впечатляващо, астрономите я наблюдават с голям интерес.

Но кога ще избухне? И какво можем да очакваме, когато това се случи?

Бетелгейзе се намира на около 550 светлинни години от нас, но въпреки това тя е една от най-ярките звезди. Астрономите я класифицират като червен свръхгигант. Тя е хладна, раздута и изключително ярка звезда, която отдавна е престанала да изгаря водород като гориво, за разлика от по-младите звезди.

Вероятно Бетелгейзе се е образувала като много масивна гореща звезда, може би с маса 15 до 20 пъти по-голяма от тази на Слънцето, която е изгаряла водород изключително бързо. Тя е на възраст едва около 10 милиона години. За сравнение нашето Слънце е на около 4,6 милиарда години.

Днес радиусът на Бетелгейзе е около 700 до 900 пъти по-голям от този на Слънцето. Ако тя се намираше в центъра на нашата Слънчева система, външните ѝ слоеве биха се простирали отвъд Марс и вероятно биха достигнали орбитата на Юпитер, поглъщайки при това вътрешните планети (включително Земята).

Температурата на повърхността на Бетелгейзе е само около 3200 °C. За сравнение температурата на повърхността на Слънцето е около 5500°C. Въпреки това, Бетелгейзе е десетки хиляди пъти по-ярка от Слънцето, тъй като огромната и повърхност излъчва значително количество енергия в космоса. Компютърните модели сочат, че тя се намира във фаза на изгаряне на хелий в ядрото, при която хелият се превръща във въглерод и кислород, докато слоевете от водород и по-тежки елементи изгарят в зоните над него.

Тъй като червените свръхгиганти изхвърлят интензивно вещество, Бетелгейзе вероятно вече е загубила няколко слънчеви маси, което я оставя с маса, приблизително 10 до 12 пъти по-голяма от тази на Слънцето, и е обградена с разширяващ се пашкул от изхвърлен газ и прах.

Бетелгейзе не свети с постоянна яркост. Повечето време тя бавно се засилва и отслабва, следвайки основен цикъл от около 400 дни, в който се вмъкват и някои допълнителни дългосрочни колебания. Снимките с висока разделителна способност показват, че повърхността на звездата изглежда петниста, с ярки петна, където се издига горещ газ, и по-тъмни зони, където потъва по-хладна материя.

През последните години много хора се чудят кога Бетелгейзе ще се превърне в супернова.

Когато това се случи, ще бъде едно от най-зрелищните астрономически събития в историята. Но макар че Бетелгейзе е по-близо до експлозия от повечето звезди, истината е, че това няма да се случи в близко бъдеще.

Между октомври 2019 г. и февруари 2020 г. яркостта на Бетелгейзе неочаквано спадна до около една трета от обичайното си ниво – събитие, наречено „Голямото затъмнение“, което предизвика силен интерес от страна на медиите и спекулации, че звездата може скоро да експлодира. Последващите наблюдения с телескопа „Хъбъл“ и други инструменти сочат, че Бетелгейзе е претърпяла мощно изригване изхвърляйки гореща материя, която след като се е охладила, се е превърнала в прах и частично е затъмнила звездата.

Според една спорна теория Бетелгейзе може би вече изгаря въглерод, което представлява по-късна и по-кратка еволюционна фаза. Ако това е вярно, появата на суперновата може да е много по-близо във времето, но тези твърдения остават непотвърдени и са предмет на спорове.

Независимо от това в какъв точно етап се намира в момента, масата на Бетелгейзе гарантира бурен край. Щом в ядрото ѝ се натрупа толкова желязо, колкото то вече не може да издържи, гравитацията ще надделее, ядрото ще колабира под собствената си тежест за части от секундата. Колапсът ще бъде толкова бърз и силен, че ще доведе до ударна вълна, която ще взриви външните слоеве на звездата в грандиозна експлозия. Времето, когато ще настъпи тази експлозия, е крайно неясно. Предположенията варират от „вече се е случила, но светлината все още не е достигнала до нас“ до десетки или стотици хиляди години, като повечето експерти се накланят към времева рамка от няколко десетки хиляди години.

Когато започне колапсът, ядрото на Бетелгейзе, съставено от слоеве като лук, ще се срине (имплодира) за милисекунди и ще се отрази като ударна вълна. Неутрино, излъчвано от свръхплътното ядро, спомагат за поддържането на тази ударна вълна, разкъсвайки външната обвивка и захранвайки ярката супернова. Тъй като неутриното се разпространява почти незабавно, наземните детектори би трябвало да регистрират силен неутринен импулс от Бетелгейзе часове преди суперновата действително да озари небето ни. Изчисленията сочат, че ако Бетелгейзе се превърне в супернова, тя би могла да блести с яркост, сравнима с тази на полумесеца, а може би и повече, и лесно би била видима и през деня – една ярка „допълнителна звезда“, която би доминирала в небето в продължение на няколко месеца. Първо ще настъпи внезапно засилване на яркостта, след което ще последва фаза на стабилизация, през която суперновата ще остане ослепително ярка в продължение на два или три месеца, като постепенно ще потъмнява, докато радиоактивните елементи, образувани при взрива, се разпадат и изстиват.

Въпреки грандиозния спектакъл, Земята е в безопасност. Намираща се на няколкостотин светлинни години разстояние, Бетелгейзе е далеч извън „опасната зона“, в която радиацията от суперновата би могла да нанесе сериозни щети на атмосферата ни или да предизвика масово измиране.

Някои проучвания разглеждат как близките свръхнови могат леко да увеличат потока на ултравиолетови лъчи, рентгенови лъчи или космически лъчи, което да повлияе на химичния състав на атмосферата. Но при разстоянието, на което се намира Бетелгейзе, подобни промени вероятно биха били незначителни.

След експлозията ядрото на Бетелгейзе вероятно ще се превърне или в неутронна звезда, или, ако достатъчно количество маса се върне обратно, в черна дупка. Точният изход зависи в голяма степен от масата преди колапса и от динамиката на експлозията. Разширяващият се остатък от супернова ще обогати околното пространство с тежки елементи (кислород, силиций, желязо и др.), образувани по време на живота и смъртта на Бетелгейзе. Това ще обогати газа, от който ще могат да се образуват бъдещите поколения звезди, планети и евентуално обитаеми светове.

Бетелгейзе е типичен пример за гигантска умираща звезда. Тъй като е толкова ярка и се намира наблизо, учените я използват като „практически пример“, за да изследват как големите звезди кипят, пулсират, губят маса и накрая експлодират.

Неотдавнашни високоскоростни снимки, направени с телескопа „Gemini North“, разкриха убедителни доказателства за наличието на съпътстваща звезда с размерите на Слънцето в разширената атмосфера на Бетелгейзе, неофициално наречена „Сиварха“ (Siwarha). Това би могло да обясни защо при наблюдението на звездата са наблюдавани колебания в яркостта ѝ. Ако този спътник наистина се движи в орбита в разширените външни слоеве на Бетелгейзе, той може в крайна сметка да се придвижи спираловидно навътре и да бъде погълнат, което ще промени въртенето на Бетелгейзе, загубата ѝ на маса и крайната форма на остатъците от нейната супернова.

Гибелта на Бетелгейзе ще бъде истинско чудо. В космически мащаб то ще прерасне в супернова, която за кратко ще доминира в небето ни, ще остави след себе си компактен остатък и завинаги ще промени околния район на галактиката.

Казвам се Филип Карагьозов

Maritime Global съществува изцяло благодарение на доброволния и безвъзмезден труд, който отнема значителна част от личното ми свободно време. Ако сайтът Ви харесва, можете да го подкрепите с малка сума. Всяка подкрепа е огромен стимул да продължа напред.