Бетелгейзе — червена звезда свръхгигант в Орион: размер, яркост и бъдеще

Открийте Бетелгейзе — гигантската червена свръхзвезда в Орион: размер, яркост, еволюция и кога може да избухне като свръхнова.

Бетелгейзе (от арабски:إبط الجوزاء Ibṭ al-Jauzā', което означава "подмишницата на Орион") е голяма червена звезда свръхгигант в съзвездието Орион. Обикновено е деветата по яркост звезда на нощното небе и втората по яркост в Орион след Ригел.

Яркост и променливост

Бетелгейзе е полукълбовидна променлива звезда, чиято видима звездна величина обичайно варира в широк диапазон. В продължение на десетилетия се цитират стойности около 0,2–1,2, което я прави една от първите по величина със значителна амплитуда на променливост. Променливостта ѝ е сложна и включва няколко периодични компонента — основен краткопериоден от порядъка на ~400 дни и по-дълги модулни вариации с няколко хиляди дни.

През декември 2019 – февруари 2020 г. Бетелгейзе претърпя необичайно силно затъмнение (т. нар. "Голямото затъмнение"), когато видимата ѝ величина спадна значително под типичните стойности. Това затъмнение привлече голям интерес и доведе до множество наблюдения, които показаха, че причината е комбинация от понижение на повърхностната яркост (локални охлаждащи области) и образуване на прах, който частично закрива светлината.

Размер и структура

Тя е една от най-големите и най-светлите наблюдаеми звезди. Оценките за радиуса ѝ са в диапазона между 950 и 1000 пъти радиуса на Слънцето. Това означава, че диаметърът ѝ е приблизително от 1,322 до 1,392 милиарда километра. Ако поставим Бетелгейзе в центъра на Слънчевата система, нейната фотосфера би обхванала орбитите на Меркурий, Венера, Земята и Марс и би достигнала в района на астероидния пояс, но едва ли ще стигне до орбитата на Юпитер.

Радиусът е измерван чрез интерферометрия (директно измерване на ъгловия диаметър) и чрез наблюдения в различни дължини на вълните — от видима светлина до радио и субмилиметрови. Поради разтегната атмосфера, силна маса-изгуба и прахови обвивки действителната "граница" на звездата е нееднозначна и оценките остават с относителна несигурност.

Разстояние и маса

Разстоянието до Бетелгейзе е предмет на активни изследвания и има известна дисперсия в стойностите, получени от различни методи. В текста е посочено около 640 светлинни години — това е често използвана номинална стойност, но други оценки варират (поради трудностите при паралаксни измервания на толкова големи и разтегнати звезди). Абсолютната ѝ звездна величина се оценява на около −6,02 в средни стойности.

Масата на Бетелгейзе при началото на живота ѝ е била значително по-голяма от Слънцето — различни модели я поставят в диапазона ~10–20 маси на Слънцето. Голямата маса е причината за бързата ѝ еволюция и краткия жизнен цикъл в астрономически мащаб.

Възраст, еволюция и бъдеще

Бетелгейзе е сравнително млада звезда по космически мерки — на възраст под 10 милиона години. Поради голямата си маса тя е в късни етапи на звездната еволюция: изчерпала е водородното горене в ядрото и преминава през по-късни фази на горене на по-тежки елементи. В крайна сметка тя ще завърши живота си с колапс на ядрото и експлозия като свръхнова от тип II.

Времевият хоризонт за тази експлозия е несигурен — може да стане в рамките на няколко хиляди до стотици хиляди години, според различни модели (някои прогнози допускат вероятност и за по-късни интервали). Както и да е, ако Бетелгейзе експлодира като свръхнова в обозримо бъдеще, това ще бъде впечатляващо зрелище от Земята: тя ще стане много ярка в продължение на седмици или месеци и ще бъде видима през деня. Нивото на опасно излъчване на Земята от такава свръхнова на разстояние ~640 светлинни години е считано за недостатъчно за сериозно биологично повреждане — няма основание за паника.

Среда, масови изгуби и движение

Бетелгейзе губи маса по мощен начин чрез звездни ветрове и образува обширна обвивка от газ и прах. Наблюденията от космическата обсерватория "Хершел" през януари 2013 г. показаха, че тези ветрове взаимодействат с обкръжаващата междузвездната среда и формират аркоподобни структури и ударна вълна (bow shock). Звездата се движи през междузвездната среда със скорост около 30 km/s, създавайки ударна вълна с ширина над 4 светлинни години в наблюдаемите данни.

Бетелгейзе е една от червените звезди свръхгиганти, при които се наблюдава такава ударна вълна; други примери са Mu Cephei и IRC-10414. Тези структури се виждат най-добре в инфрачервения диапазон, където прахът и охладеният газ излъчват ясно.

Повърхност и наблюдения

• Бетелгейзе е достатъчно голяма на ъглов диаметрово да бъде директно разрешена от интерферометри (напр. VLTI, CHARA) и от радиоинтерферометри като ALMA. Наблюдения показват големи конвективни клетки и асиметрии на повърхността, които променят локално яркостта и температурата.
• Наблюдения през различни дължини на вълната (оптично, инфрачервено, субмилиметрово и радио) разкриват сложна среда — от вътрешните горещи слоеве до по-студените и прашни външни обвивки.
• Бетелгейзе е лесно видима в големи участъци от Земното нощно небе — намира се в горния ляв ъгъл на Орион и представлява „рамото“ или „подмишницата“ на този впечатляващ зимен образ в северното полукълбо.

Бетелгейзе остава обект на интензивни изследвания — тя е естествен лабораторен пример за последните стадии в живота на масивните звезди и помага да се изяснят процесите на масова загуба, конвекция в крайно разширени звезди и механизмите на взрива на свръхнови.

Въпроси и отговори

В: Как се казва звездата, за която се говори в текста?

В: Какво означава Бетелгейзе на арабски език?

В: Колко широка е Бетелгейзе в сравнение със Слънцето?

В: На какво разстояние от Земята се намира Бетелгейзе?

В: Какъв тип звезда е Бетелгейзе?

В: На колко години е Бетелгейзе?

В: Какво е наблюдавано от космическата обсерватория "Хершел" през 2013 г. по отношение на ветровете на тази звезда?

Търсене по буква