Вероятно Бетельгейзе не стынет, а только запылилась

Звезда Бетельгейзе, которая в последнее время уменьшила свою яркость и, как считается, скоро взорвется как сверхновая, на самом деле может быть просто запыленной.

В конце прошлого года появилась новость о том, что звезда Бетельгейзе существенно угасает – ее яркость снизилась примерно до 40% от обычной. Эта активность подогревала популярные домыслы о том, что красный сверхгигант вскоре взорвется как массивная сверхновая, говорится в пресс-релизе Вашингтонского университета.

Но астрономы имеют более добродушные теории, объясняющие угасающее поведение звезды. И ученые из указанного вуза и из Обсерватории Лоуэлла считают, что у них есть поддержка для одной из них: Бетельгейзе не тускнеет, потому что вот-вот взорвется – это просто запыленность.

В статье, принятой в журнал Astrophysical Journal Letters и опубликованной на сайте препринтов arXiv, доцент кафедры астрономии Эмили Левеск и астроном из Обсерватории Лоуэлла Филипп Мэйси сообщают, что 14 февраля в Флагстафе, штат Аризона, были проведены наблюдения за Бетельгейзе, которые позволили им вычислить среднюю температуру поверхности звезды. Они обнаружили, что Бетельгейзе значительно теплее, чем ожидалось в том случае, если бы недавнее затемнение было вызвано охлаждением поверхности звезды.

Новые расчеты подтверждают теорию о том, что Бетельгейзе – к чему склонны многие звезды-красные сверхгиганты – скорее всего сбросили некоторую часть материала из своих внешних слоев.

«Мы постоянно видим это у красных сверхгигантов, и это нормальная часть их жизненного цикла, – говорит Левеск. – Красные сверхгиганты время от времени будут сбрасывать материал из своих поверхностей, который конденсируется вокруг звезды как пыль. По мере того, как пылевые зерна охлаждаются и рассеиваются, они поглощают часть света, который направляется к нам, и блокируют нам вид.»

Это все еще правда: астрономы ожидают, что Бетельгейзе взорвется как сверхновая в течение следующих 100 тысяч лет, когда ее ядро коллапсирует. Но затемнение звезды, которое началось в октябре, не обязательно было признаком неизбежного возникновения сверхновой, считает Мэйси.

Одна из теорий заключалась в том, что новообразованная пыль поглощает часть света Бетельгейзе. Другая утверждала, что огромные конвекционные ячейки в Бетельгейзе подтягивали горячий материал к его поверхности, где он охлаждался, прежде чем падать обратно внутрь.

«Простой способ определиться между этими возможностями – это определить эффективную температуру поверхности Бетельгейзе», – сказал Мэйси.

Измерение температуры звезды – не простая задача. Ученые не могут просто навести термометр на звезду и получить показания. Но, смотря на спектр света, излучаемого звездой, астрономы могут вычислить ее температуру.

«Мы с Эмили контактировали относительно Бетельгейзе, и оба согласились, что нужно очевидно сделать – это получить спектр, – говорит Мэйси. – У меня уже быол запланирован время на наблюдение из 4,3-метрового телескопа Лоуэлла, и я знал, что если немного поиграю, то смогу получить хороший спектр, несмотря на то, что Бетельгейзе все еще является одной из самых ярких звезд на небе.»

Свет от ярких звезд часто слишком сильный для детального спектра, но Мэйси использовал фильтр, который эффективно «приглушил» сигнал, чтобы они могли получить спектр для конкретной сигнатуры: поглощение света молекулами оксида титана.

По словам Левеск, оксид титана может образовываться и накапливаться в верхних слоях крупных, относительно прохладных звезд, таких как Бетельгейзе. Он поглощает определенные длины волны света, оставляя показательные "углубления" в спектре красных сверхгигантов, которые ученый может использовать для определения температуры поверхности звезды.

По их подсчетам, 14 февраля средняя температура поверхности Бетельгейзе составляла около 3 325 градусов по Цельсию. Это лишь на 50-100 градусов прохладнее, чем температура Бетельгейзе, рассчитанная командой, включая Мэйси и Левеск, в 2004 году, еще до начала его драматического затемнения.

Эти выводы ставят под сомнение то, что Бетельгейзе тускнеет потому, что одна из массивных конвекционных ячеек звезды вывела горячий газ изнутри на поверхность, где он остыл. Многие звезды имеют эти конвекционные ячейки, включая наше Солнце. Они похожи на поверхность кастрюли с кипятком, сказала Левеск. Но, если конвекционные ячейки на нашем Солнце многочисленные и относительно небольшие – примерно размером с Техас или Мексику – красные сверхгиганты, как Бетельгейзе, которые больше, прохладные и более слабые по силе притяжения, имеют лишь три-четыре массивные конвекционных ячейки, которые простираются на большей части их поверхности.

Если бы одна из этих массивных ячеек взошла бы на поверхность Бетельгейзе, Левеск и Массе зафиксировали бы значительно большую температуру, чем ту, что они видят между 2004 и 2020 годами.

«Сравнение с нашим спектром 2004 года сразу показало, что температура не изменилась существенно, – говорит Мэйси. – Мы знали, что ответом должна быть пыль.»

Астрономы наблюдали облака пыли вокруг других красных сверхгигантов, и дополнительные наблюдения могут обнаружить подобный беспорядок вокруг Бетельгейзе.

За последние несколько недель Бетельгейзе на самом деле снова начал светлеть, хотя и незначительно. Даже если недавнее затмение не было свидетельством того, что звезда вскоре взорвется, для Левеска и Мэйси это не является причиной прекращать поиски.

«Красные сверхгиганты – это очень динамические звезды, – говорит Левеск. – Чем больше мы можем узнать об их нормальном поведении – температурные колебания, пыль, конвекционные ячейки – тем лучше мы сможем их понять и распознать, когда может произойти нечто действительно уникальное, как, например, сверхновая.»

Читайте еще интересные новости о космосе.