Напоследък Бетелгейз е в центъра на вниманието на медиите. Червеният свръхгигант е към края на живота си и когато звезда, умножена по 10 пъти от масата на Слънцето, угасва по невероятен начин.
С наскоро яркостта спадна до най-ниската си точка от един век, много космически ентусиасти са развълнувани, че Бетелгейзе скоро може да стане супернова, експлодирайки с ослепителни фойерверки, които могат да се видят дори на дневна светлина.
Докато известната звезда на рамото на Орион вероятно ще умре през следващите милиони години – практически няколко дни в космическото време – учените твърдят, че нейното потъмняване се дължи на пулсацията на звездата. Този феномен е сравнително често срещан сред червените супергиганти и се знае, че Бетелгейзе е била в тази група от десетилетия.
По случайност изследователите от Калифорнийския университет в Санта Барбара вече са направили прогнози за яркостта на свръхновата, която може да възникне, когато пулсираща звезда като Бетелгейзе избухне.
Докторантът по физика Джаред Голдбърг публикува проучване с Ларс Билдстен, директор на P.I. Kavli (KITP) и професор по физика Gluck, и старши учен на KITP Бил Пакстън, които подробно описват как пулсацията на звезда ще повлияе на последващия експлозия, когато се случи. Статията се появява в Astrophysical Journal.
„Искахме да знаем как ще изглежда, ако пулсираща звезда избухне при различни фази на пулсация“, каза Голдбърг, изследовател от Националната научна фондация. „По-ранните модели са по-опростени, тъй като не включват зависими от времето вълни.“
Когато една звезда с размерите на Betelgeuse най-накрая остане без материал, за да се слее в центъра си, тя губи външното налягане, което я предпазва от срутване под нейното огромно тегло. Полученият ядрен колапс се случва за половин секунда, много по-бързо, отколкото е необходимо, за да се забележи повърхността на звездата и закръглените външни слоеве.
Когато железното ядро се срути, атомите се дисоциират в електрони и протони. Те се комбинират, за да образуват неутрони и в процеса отделят високоенергийни частици, наречени неутрино. Обикновено неутрино едва взаимодействат с друга материя – 100 трилиона от тях преминават през тялото ви всяка секунда без нито един сблъсък.
Въпреки това свръхновите са едни от най-мощните явления във Вселената. Броят и енергиите на неутрино, произведени при колапс на ядрото, са толкова големи, че въпреки че само малка част се сблъсква със звезден материал, обикновено е повече от достатъчно за изстрелване на ударна вълна, която може да експлодира звезда.
Получената експлозия поразява външните слоеве на звездата със зашеметяваща енергия, създавайки експлозия, която може за кратко да затъмни светлината на цялата галактика. Експлозията остава ярка за около 100 дни, тъй като радиацията може да избяга само след като йонизираният водород се обедини със загубените електрони и отново стане неутрален.
Характеристиките на свръхнова се различават в зависимост от масата на звездата, общата енергия на експлозията и, което е важно, нейния радиус. Това означава, че пулсациите на Betelgeuse правят прогнозирането как ще избухне много по-трудно.
Изследователите установили, че ако цялата звезда пулсира в унисон – вдишвайки и издишвайки, ако искате – свръхновата ще се държи така, сякаш Бетелгейзе е статична звезда с даден радиус. Въпреки това, различни слоеве на звездата могат да се колебаят един срещу друг: външните слоеве се разширяват, а средните слоеве се свиват и обратно.
“Светлината от компресираната част на звездата е по-слаба”, обясни Голдбърг, “точно както бихме очаквали от по-компактна, непулсираща звезда.” Междувременно светлината от части на звездата, които се разширяваха по това време, изглеждаше по-ярка, сякаш идваше от голяма, непулсираща звезда.
Голдбърг планира да представи статия с професора по физика Анди Хауъл и изследователя на KITP Евън Бауер в Бележките към изследванията на Американското астрономическо общество, която ще обобщи резултатите от симулациите, които те са направили специално за Бетелгейзе.
Източници: Снимка: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
