Потъмняването на Бетелгейзе не предвещава свръхнова, смятат учени
Бетелгейзе, ярката звезда в съзвездието Орион, през последните месеци учудваше астрономите с необичайно силния спад в яркостта си.
Международен екип учени съобщи тази седмица, че най-вероятно необичайно големи звездни петна по повърхността на звездата са причинили затъмняването. Резултатите от излседването изключват предишното предположение, че това е прах, наскоро изхвърлен от Бетелгейзе.
Червените гигантски звезди като Бетелгейзе търпят чести вариации на яркостта си. Поразителният спад в осветеността на Бетелгейзе до около 40% от нормалната му стойност между октомври 2019 г. и април 2020 г. дойде като изненада за астрономите. Учените обсъждаха различни сценарии, за да обяснят тази промяна, като някои дори спекулираха, че това е сигнал за неизбежна свръхнова.
Международен екип от астрономи, воден от Тавиша Дхармавардена от Института за астрономия "Макс Планк" в Хайделберг, демонстрира, че температурните колебания във фотосферата са причина за затъмняването. Най-правдоподобният източник за такива температурни промени са гигантски хладни петна, подобни на слънчевите петна, които обаче покриват 50 до 70% от повърхността на звездата.
Изследването е публикувано в The Astrophysical Journal Letters.
"Към края на живота си звездите стават червени гиганти", обяснява Дхармавардена. "С изчерпването на горивото се променят и процесите, чрез които звездите отделят енергия." В резултат на това те се раздуват, стават нестабилни и пулсират с периоди от стотици или дори хиляди дни, което виждаме като колебание в яркостта.
За сравнение, типичните слънчеви петна са с размерите на Земята. Звездно петно на Бетелгейзе би било сто пъти по-голямо от Слънцето. Внезапното избледняване на Бетелгейзе не означава, че става свръхнова. Това е свръхгигантска звезда, която има свръхгигантски звездни петна
Бетелгейзе е червен супергигант - звезда, която в сравнение с нашето Слънце е около 20 пъти по-масивна и приблизително 1000 пъти по-голяма. Ако бъде поставена в центъра на Слънчевата система, тя почти би достигнал орбитата на Юпитер.
Поради размерите гравитационното притегляне на повърхността на звездата е по-малко, отколкото на звезда със същата маса, но с по-малък радиус. Така пулсациите могат да изхвърлят външните слоеве на такава звезда сравнително лесно, а освободеният газ се охлажда и образува съединения, които астрономите наричат прах.
Червените гиганти са важен източник на тежки елементи във Вселената, които в крайна сметка попадат на планетите и може би спомагат за развитието на живи организми. До момента астрономите са считали производството на прах, поглъщащ светлина, като най-вероятната причина за рязкото намаляване на яркостта.
Гигантски звездни петна
Екипът е използвал нови и архивни данни от Atacama Pathfinder (APEX) и телескопа James Clerk Maxwell (JCMT). Тези телескопи измерват радиацията от спектралния обхват на субмилиметровите вълни (терахерцови вълни), чиято дължина на вълната е хиляда пъти по-голяма от тази на видимата светлина. Невидими за окото, астрономите ги използват от известно време за проучване на междузвезден прах.
"Това, което ни изненада, беше, че Бетелгейзе бе с 20% по-тъмен дори в подмилиметровия обхват на вълната", казва Стив Мейърс от Източноазиатската обсерватория, който сътрудничи на изследването. Опитът показва, че подобно поведение не е съвместимо с наличието на прах. За по-прецизна оценка учените изчисляват какво влияние ще има прахът върху измерванията в този спектрален диапазон. Оказва се, че намаляването на яркостта в субмилиметровия диапазон не може да се дължи на увеличаване на производството на прах. Вместо това самата звезда трябва да е причинила промяната на яркостта, измерена от астрономите.
Светимостта на една звезда зависи от нейния диаметър и особено от повърхностната й температура. Ако само размерът на звездата намалява, светимостта намалява еднакво във всички дължини на вълната. Температурните промени обаче влияят различно на излъчването по протежение на електромагнитния спектър. Според учените измереното потъмняване във видимата светлина и субмилиметровите вълни е доказателство за намаляване на средната повърхностна температура на Бетелгейзе, която те определят на около 200 градуса по Целзий.
"Въпреки това, асиметричното разпределение на температурата е по-вероятно", обяснява съавторът Питър Скиклуна от Европейската южна обсерватория (ЕСО). "Съответстващите изображения с висока разделителна способност на Бетелгейзе от декември 2019 г. показват области с различна яркост. Заедно с нашия резултат това е ясна индикация за огромни звездни петна, които покриват между 50% и 70% от видимата повърхност и имат по-ниска температура от по-ярката фотосфера."
Звездните петна са често срещани при гигантските звезди, но не в този мащаб. Количеството петна на Слънцето се увеличава и намалява в 11-годишен цикъл, но не е сигурно дали гигантските звезди имат подобен механизъм.
"Наблюденията през следващите години ще ни кажат дали рязкото намаляване на яркостта на Бетелгейзе е свързано с точен цикъл", казва Дхармавардена.
Бетелгейзе, която се намира на около 500 светлинни години от Земята, наближава края на живота си. Но не се знае точно кога ще избухне като свръхнова - може да отнеме стотици хиляди години или дори милион години.
Когато обаче гигантската звезда изчерпи горивото, тя първо ще се срине върху себе си и след това ще избухне. Няма опасност за Земята, но Бетелгейзе ще бъде толкова ярка, че ще може да се наблюдава през деня.
Тъй като са нужни около 500 години, докато светлината достигне до нас, ще наблюдаваме събитие, което се е случило векове в миналото.