Журнал "Млечный Путь, XXI век", 4 (41), 2022

На этих изображениях, сделанных с помощью прибора SPHERE на 'Очень Большом Телескопе' Европейской южной обсерватории, показана поверхность красного сверхгиганта Бетельгейзе во время беспрецедентного затемнения этой звезды, произошедшего в конце 2019 и начале 2020 года. Крайнее левое изображение, сделанное в январе 2019, показывает звезду с нормальной яркостью. Остальные изображения сделаны в декабре 2019 года, январе 2020 года и марте 2020 года, когда яркость звезды заметно упала. Яркость вернулась к норме в апреле 2020 года

В конце 2019 года звезда Бетельгейзе потускнела примерно на 60%. Хотя невозможно с уверенностью сказать, почему это случилось, есть гипотеза, что определенную роль мог сыграть странствующий компаньон. Подлетев близко к гигантской звезде, незваный гость мог поднять приливную волну на поверхности Бетельгейзе, из-за чего ее поверхность потускнела.

Этот сценарий не может объяснить всю наблюдаемую картину затемнения, но он мог вызвать другие эффекты на звезде, которые усугубили проблему.

Бетельгейзе - одна из самых легко узнаваемых звезд на небе. Вы можете увидеть ее в 'плече' Ориона, и обычно это десятая по яркости среди самых ярких звезд на небе. Если поместить красный сверхгигант в нашу Солнечную систему, он поглотит все внутренние твердые планеты и займет пространство от Солнца до пояса астероидов между Марсом и Юпитером.

Бетельгейзе почти готова 'умереть'. В ее ядре давно перестали идти реакции синтеза атомов гелия из атомов водорода. Ядро ??окружает оболочка из горящего водорода. Давление плазмы во внутренних областях звезды выталкивает внешние слои атмосферы наружу, заставляя звезду расширяться.

Красные сверхгиганты, такие, как Бетельгейзе, являются одними из самых больших по размерам звезд во Вселенной. А еще они невероятно яркие. Имея огромную площадь поверхности, они могут излучать огромное количество света, несмотря на то, что они относительно холодные. Поэтому, естественно, астрономы были очень удивлены в конце 2019 года, когда Бетельгейзе начала тускнеть без видимых причин. В самой низкой точке абсолютная яркость Бетельгейзе упала примерно на 60%. Так же неожиданно затемнение прекратилось в феврале 2020 года, звезда снова стала ярче и теперь достигла своего нормального уровня.

У астрономов есть записи о Бетельгейзе полувековой давности, и в этих записях они не смогли найти ничего похожего на события 2019 года. Что бы ни вызвало 'Великое затемнение', как его стали называть, оно должно было быть поистине экстраординарным.

Гравитационное затемнение

Затемнение должно было произойти из-за ситуации вне самой звезды, а не из-за каких-то фундаментальных изменений во внутренних областях Бетельгейзе. Дело в том, что изменения в реакциях синтеза не прекращаются и не начинаются всего за несколько месяцев. В ядре слишком много массы, а энергия, высвобождаемая в результате термоядерных реакций, слишком велика, чтобы поддерживать такие быстрые изменения. Астрономы предложили множество возможностей, в том числе звездные вспышки или гигантские скопления пыли на орбите.

Одна из возможностей состоит в том, что форма внешней атмосферы Бетельгейзе изменилась, и это привело к изменению яркости. Яркость атмосферы звезды в решающей степени зависит от того, насколько далеко внешний слой находится от ядра. Звезды - не твердые тела, а гигантские газовые шары. Звезды удерживают себя в равновесии собственной гравитацией. Гравитация уравновешивает энергию, высвобождаемую в ядрах. Поверхность звезды всегда балансирует между этими двумя силами. Расположение точки равновесия определяет температуру звезды, а температура определяет ее яркость.

Астрономы могут видеть последствия этого, когда звезды вращаются слишком быстро. Тогда центробежная сила выпячивает экваториальную область относительно полюсов. Это приводит к тому, что экватор звезды находится дальше от ядра, чем полярные области. Это снижает температуру и, в свою очередь, яркость. Из-за такого 'гравитационного затемнения' некоторые звезды кажутся ярче на своих полюсах, чем в районе экватора.

Бетельгейзе вращается вокруг оси недостаточно быстро, чтобы это могло стать источником проблемы, но есть другие факторы, кроме вращения, создающие выпуклости на поверхности звезды. Если случайный гость, подобно маленькой черной дыре, подлетит слишком близко к звезде, это может вызвать приливы на поверхности точно так же, как Луна вызывает приливы на Земле. При наличии приливной выпуклости экватор потускнеет, и в результате потускнеет звезда. Однако, как только 'гость' уйдет, Бетельгейзе сможет вернуться к нормальному состоянию.