Последние наблюдения Бетельгейзе показывают, что звезда сейчас начинает медленно осветляться. Нет сверхновой сегодня! Ничего не видно, удачи в следующий раз.
Несмотря на некоторую ажиотаж, такое поведение именно то, что ожидали астрономы. Бетельгейзе - очень отличная звезда от нашего Солнца. В то время как наше Солнце - звезда главной последовательности в расцвете сил, Бетельгейзе - красная гигантская звезда на грани смерти. Но смерть звезды не простой процесс.
Звезды сияют так ярко и так долго из-за тонкого баланса гравитации и ядерного синтеза. Гравитация хотела бы свернуть звезду под своим весом. Без ядерного синтеза гравитация раздавит звезду в белого карлика, нейтронную звезду или черную дыру. Но гравитационное давление, создаваемое давлением, позволяет водороду в ядре звезды сливаться с гелием. Процесс известен как протон-протонная цепь (или pp-цепь) и объединяет четыре ядра водорода в одно ядро гелия. Около 3% первоначальной массы преобразуется в энергию в виде гамма-лучей. Эта энергия нагревает ядро еще больше, позволяя ему отталкиваться от силы тяжести.
Для звезд больше Солнца начинается другой процесс синтеза, известный как цикл CNO. CNO означает углерод-азот-кислород, потому что процесс сливает гелий в эти три элемента. Этот процесс является причиной того, что эти три элемента являются наиболее распространенными во вселенной, за исключением водорода и гелия.
В то время как цикл pp-цепи и цикл CNO могут происходить в звезде одновременно, цикл CNO увеличивается с течением времени, когда водорода становится все меньше, а гелия становится больше. Поскольку цикл CNO выделяет больше энергии с большей скоростью, чем pp-цепь, это означает, что температура звезды со временем увеличивается. Мы видим этот постепенный нагрев на нашем собственном Солнце. К тому времени, когда цикл CNO доминирует в звезде, его ядро становится настолько горячим, что внешние слои звезды расширяются и расширяются.
Это этап, на котором сейчас находится Бетельгейзе. В течение миллионов лет это была звезда главной последовательности, насчитывающая около 20 солнечных масс. Но теперь он настолько яростно слил гелий, что превратился в красного супергиганта. Бетельгейзе не хватает топлива, и, в конце концов, гравитация победит. Это только вопрос времени.
Но это время не обязательно скоро. У Бетельгейзе достаточно гелия, чтобы оставаться на стадии красного супергиганта около 100 000 лет. Даже после того, как у него кончится гелий, он сможет сливать углерод в более тяжелые элементы в течение примерно тысячелетия. После этого все изменится довольно быстро. Когда у него кончится углерод, он будет пытаться сплавить все более и более тяжелые элементы в течение года. Тогда его ядро рухнет, Бетельгейзе станет сверхновой, и мы наконец получим наше шоу.
Насколько мы можем судить, Бетельгейзе все еще глубоко в фазе красного супергиганта своей жизни. Хотя в последнее время он значительно потускнел, он не на грани взрыва. Постепенное затемнение и осветление, которое мы видим, позволяют предположить, что оно не взорвется в нашей жизни. Это говорит о том, что ядро Бетельгейзе все еще парит в медленном темпе.
Изменение яркости Бетельгейзе связано с процессом, известным как конвекция. Верхние слои звезды нагреваются ядром, и это создает поток более горячих и более холодных областей. Материал в салоне нагревается и поднимается на поверхность. Затем он остывает и опускается в звезду, и цикл продолжается. Конвекция происходит во внешних областях большинства звезд, включая наше Солнце. На поверхности Солнца эти области конвекции известны как гранулы, и они, как правило, размером с Техас. Звучит громко, но для Солнца меньше, чем у большинства солнечных пятен. Таким образом, даже несмотря на то, что Солнце имеет яркие горячие области и тусклые холодные области, они настолько малы по сравнению с поверхностью Солнца, что не происходит полного изменения яркости Солнца.
Но внешний слой Бетельгейзе гораздо менее плотный, чем у Солнца. Это даже менее плотно, чем атмосфера Земли. Это в основном тонкий суп светящегося газа. Это означает, что области конвекции на Бетельгейзе могут быть огромными. Один регион может покрыть большую часть звезды. Когда одна из этих областей поднимается к вершине, Бетельгейзе становится ярче, а когда она остывает, звезда тускнеет. Бетельгейзе начинает осветляться, потому что горячий материал конвективен к его поверхности. Это нормально для Бетельгезе и, вероятно, так будет на протяжении тысячелетий.
Так что сегодня без бума. Но бум когда-нибудь. Рано или поздно ... Бум!
Ссылка: Эдвард Гинан, и соавт. «Падение и восхождение в яркости Бетельгейзе»
