Что происходит с Бетельгейзе? В последние годы о нем появилось много заголовков, поскольку его яркость несколько раз резко менялась. В начале этого года красный сверхгигант увеличил яркость почти на 50%, что вызвало предположения о том, что он может стать сверхновой.
Но новые исследования показывают, что с Бетельгейзе происходит нечто совершенно иное, не имеющее ничего общего с ее недавними колебаниями. Возможно, он поглотил меньшую звезду-компаньон.
Послушайте, когда такая звезда, как Бетельгейзе, ярче и тускнеет до такой степени, люди обязаны обратить на это внимание. Это потому, что это красный сверхгигант и он обязательно взорвется как сверхновая. Но нет нужды бежать за фольгой для нашего защитного головного убора. Это слишком далеко, чтобы причинить нам вред, но это будет чертовски световое шоу.
К несчастью для искателя зрелищ внутри каждого из нас, ни одно из недавних колебаний светимости звезды не означает, что ее взрыв и разрушение неизбежны. Вместо этого изменения объясняют пылевыми облаками и регулярными пульсациями звезды.
Некоторые новые исследования не могут объяснить недавние колебания Бетельгейзе, но они предполагают, что с нашим соседом-сверхгигантом в прошлом произошло что-то еще. Новое исследование называется «Бетельгейзе как слияние массивной звезды со спутником». Ведущий автор — Сагив Шибер с факультета физики и астрономии Университета штата Луизиана.
Но был ли у Бетельгейзе спутник?
«Твердо установлено, что большинство массивных звезд существуют внутри двойных систем», — пишут авторы. Многие из них в какой-то момент своей эволюции испытают бинарные взаимодействия. Иногда, хотя и редко, звезды могут сливаться. Поэтому Бетельгейзе одна?
Когда происходит слияние, многое зависит от соответствующих масс звезд. Возможны кратковременные «всплески слияния», потеря массы и другие явления.
Все это определяется моделированием в новом исследовании. Исследователи смоделировали слияние звезды с массой 16 солнечных и меньшей звезды с массой 4 солнечных. (Масса Бетельгейзе составляет от 16 до 19 солнечных масс.) Моделирование показывает, что по мере того, как звезды сближаются и имеют общую оболочку, в конечном итоге малая звезда сливается с гелиевым ядром главной звезды. «Компаньон в конечном итоге погружается в оболочку первичной звезды, что приводит к ее раскрутке и последующему слиянию с гелиевым ядром», — объясняют авторы. Это вызывает обмен как орбитальной, так и тепловой энергией. В конце концов, он запускает мощный импульс, который проходит от ядра через оболочку главной звезды.
Но это еще не все. Иногда это также может спровоцировать потерю массы. Это происходит из-за высвобождения гравитационной энергии, вызванной слиянием. Эта энергия должна каким-то образом выразить себя, и она преобразуется в кинетическую энергию, которая отталкивает высокоскоростной поток массы от первичной обмотки. В симуляциях команды потеря массы достигла 0,6 массы Земли.
Но когда дело доходит до Бетельгейзе, свидетельством слияния когда-то в прошлом может быть вращение звезды. Он вращается со скоростью около 5,5 км/сек. Для справки: наше Солнце вращается со скоростью около 2 км/сек. «Например, исследования Бетельгейзе продемонстрировали, что предыдущее слияние массивной звезды до главной последовательности с массой примерно 15–17 миллионов земных масс и маломассивного компаньона главной последовательности с массой около 1–4 миллионов земных масс могло объяснить из-за подразумеваемой высокой скорости вращения», — говорится в документе.
Слияние не прерывает эволюцию главной звезды в фазу Красного Супергиганта (RSG). Но он выбрасывает материал, часто через полярные оттоки. Газ может перемещаться со скоростью 200–300 км/с, что характерно для слияний.
Прецедент такого типа слияния уже имеется в V838 Monocerotis. Возможно, это была светящаяся красная новая — звездный взрыв, вызванный слиянием двух звезд. Она не была ничем примечательна до 2002 года, когда внезапно стала ярче и какое-то время после предполагаемого слияния была одной из крупнейших известных звезд. В статье 2007 года был сделан вывод, что взрыв слияния был единственным объяснением увеличения яркости и расширения V838 Monocerotis.
Так что же случилось с Бетельгейзе? Слился ли он с меньшим спутником и поглотил его, не оставив следов? Предполагаемая скорость вращения подтверждает этот вывод, как и химический состав звезды.
Это исследование не может прийти к такому выводу, но это вполне возможно. Астрофизики еще многого не знают об этих слияниях и их последствиях. Размер оболочек звезд и возможной общей оболочки влияет на возможную скорость раскрутки выжившей первичной звезды. А величина потери массы может рассеивать разное количество кинетической энергии, так что происходит много всего.
Авторы добились определенного прогресса в понимании этих событий, но им нужны усовершенствованные методы и инструменты, чтобы понять их более полно.
«Углубляясь в физику слияний звезд, мы стремимся улучшить наше понимание эволюции массивных звезд, свойств прародителей сверхновых и роли слияний в формировании астрофизического переходного ландшафта», — пишут они.
Нет никаких указаний на то, что это слияние, если оно произошло, напрямую связано с недавними колебаниями Бетельгейзе или с ее возможным взрывом как сверхновой. Но однажды Бетельгейзе взорвется. Если человечество просуществует достаточно долго, то многим будущим поколениям ученых посчастливится наблюдать за развитием всего процесса. Тогда мы, наконец, сможем получить ответы.
Но на данный момент красный сверхгигант продолжает появляться в заголовках газет.
