Która część niebiańskiego Oriona jest ozdobiona gwiazdą Betelgeuse. Eksplozja Betelgezy. Fakty o czerwonym olbrzymie

Jedną z gwiazd na nocnym niebie jest najjaśniejsza Betelgeza. Znajduje się w gwiazdozbiorze Oriona. Można go zobaczyć na nocnym niebie nawet bez specjalnych instrumentów. Rozmiar gwiazdy jest niesamowity. Jego masa przekracza masę Słońca 20 razy, a średnica jest ponad 1000 razy. Odległość do Betelgezy wynosi nieco ponad 600 lat świetlnych (odległość pokonywana przez światło w ciągu roku przy prędkości 300 000 km/h wynosi 1 rok świetlny).

Betelgeza (w tłumaczeniu z arabskiego „pod pachą bliźniaka”) to supermasywny czerwony olbrzym. Jeśli weźmiemy go i umieścimy w miejscu Słońca, wówczas dotrze on do orbity Jowisza, zakrywając jednocześnie wszystkie znajdujące się w nim planety. Nasze Słońce będzie emitować 50 tysięcy razy mniej światła w porównaniu do Betelgezy. Według standardów galaktycznych gwiazda ta jest wciąż młoda – ma około 10 milionów lat. Gwiazdy sklasyfikowane jako czerwone nadolbrzymy żyją bardzo krótko. Biorąc pod uwagę ogromne ciśnienie wewnątrz gwiazdy powstałe na skutek jej kolosalnej masy, bardzo szybko spala ona paliwo, co bezpośrednio wpływa na żywotność samej gwiazdy.

Życie gwiazdy

Narodziny gwiazdy nie różnią się od narodzin innych gwiazd. W bezmiarze galaktyki powstaje kulisty obłok molekularny – protogwiazda. Następnie pod ogromnym ciśnieniem masy gwiazdy rozpoczęła się synteza termojądrowa. Proces ten prowadzi do nagrzania rdzenia. Na tym etapie wodór zaczyna przekształcać się w hel, a w przestrzeń uwalniana jest ogromna energia. Dzięki tej energii gwiazda nie kurczy się.

Z biegiem czasu wodór się wyczerpuje, co w konsekwencji wiąże się z utratą energii, a gwiazda nadal zaczyna się kurczyć. Rdzeń zaczyna ściskać się z jeszcze większą siłą, aż do momentu, gdy hel zaczyna przechodzić w inny stan - zamieniać się w węgiel. Następnie następuje błysk helu. W tym momencie gwiazda zaczyna uwalniać kolosalną ilość energii. Ze zwykłej gwiazdy zamienia się w czerwonego olbrzyma. Betelgeza jest na tym etapie życia.

Nowe pierwiastki (neon, tlen itp.) pojawiają się, zanim powstanie żelazo. Z biegiem czasu paliwo się kończy i rdzeń zaczyna się ponownie kurczyć. Wewnątrz gwiazdy żelazny rdzeń ulega skompresowaniu, który następnie staje się neutronem. Potem następuje ogromna eksplozja. Eksplozja ta jest powstaniem supernowej typu 2. Zamiast jądra może powstać czarna dziura lub gwiazda neutronowa.

Czy istnieje zagrożenie dla Ziemi?

Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, kiedy wybuchnie Betelgeza. Niektórzy naukowcy uważają, że stanie się to już wkrótce (w ciągu najbliższych 2 tysięcy lat), a są tacy, którzy uważają, że stanie się to znacznie później. Eksplozja ta nie stanowi żadnego zagrożenia dla naszej planety. Jeśli jednak eksplozja nastąpi w naszych czasach, wówczas na niebie będzie można zobaczyć niezwykle piękny obraz. Jasność Betelgezy będzie porównywalna z jasnością Księżyca, zarówno w dzień, jak i w nocy. Jednak po kilku latach widoczność osłabnie, a następnie stopniowo zaniknie całkowicie. I na swoim miejscu powstaje.

Światło Oriona. Na niebie może pojawić się drugie słońce.

Według źródeł w Obserwatorium Mauna Kea na Hawajach czerwony olbrzym Betelgeza, znajdujący się w gwiazdozbiorze Oriona, szybko zmienia swój kształt.
Dopiero w ciągu ostatnich 16 lat gwiazda przestała być okrągła, skurczyła się na biegunach. Takie objawy mogą wskazywać, że w bardzo niedalekiej przyszłości (mówimy o miesiącach, a może nawet tygodniach) gwiazda zamieni się w supernową.
Ziemianie będą mogli obserwować to wydarzenie gołym okiem. Na niebie zabłyśnie bardzo jasna gwiazda. Naukowcy nie są zgodni co do stopnia jasności, niektórzy twierdzą, że będzie równy Księżycowi, inni obiecują pojawienie się drugiego Słońca.
Cała transformacja zajmie około sześciu tygodni. W niektórych częściach Ziemi dowiedzą się, czym są białe noce, w innych to niezwykłe zjawisko wydłuży długość dnia o dwie do trzech godzin.
Następnie gwiazda w końcu ostygnie i będzie widoczna dla Ziemian w postaci mgławicy.
Dla ludzi takie zdarzenia w kosmosie nie są niebezpieczne.
Fale naładowanych cząstek – konsekwencja eksplozji – oczywiście dotrą do naszej planety, ale stanie się to za kilka stuleci. Nasi dalecy potomkowie otrzymają niewielką dawkę promieniowania jonizującego.
Ostatni raz takie wydarzenie było widoczne dla Ziemian w 1054 roku.

Betelgeza (alfa).

Największa widoczna gwiazda
Na prawym ramieniu Oriona, w koronie Zimowego Sześciokąta, piękna Betelgeza jaśnieje na zimowym niebie.

Konstelacja Oriona. Betelgeza to czerwono-pomarańczowa gwiazda w lewym górnym rogu konstelacji.

Gwiazda ta nie bez powodu nazywana jest Alfa Orionis, chociaż olśniewający niebieskawy Rigel - na zdjęciu w prawym dolnym rogu - jest przez większość czasu jaśniejszy. Betelgeza to pod wieloma względami gwiazda wyjątkowa, którą astronomowie badają od wielu lat i odkrywają coraz więcej ciekawostek.
Po pierwsze, Betelgeza jest jedną z największych gwiazd we Wszechświecie. Jego średnica jest około tysiąc razy większa niż średnica Słońca. Nawet największa znana gwiazda, VY Canis Majoris, ma tylko dwukrotnie większą średnicę niż Betelgeza (a zatem ośmiokrotnie większą objętość). Nie bez powodu gwiazda ta nosi dumny tytuł czerwonego nadolbrzyma.
Gdyby znajdował się w miejscu Słońca, prawie wypełniałby orbitę Saturna:

Tylko osiem znanych gwiazd (wszystkie czerwone hiperolbrzymy) są większe od Betelgezy, ale wszystkie wydają się bardzo słabe na ziemskim niebie. Powód jest prosty: Betelgeza jest znacznie bliżej niż wszystkie.

Betelgeza znajduje się 640 lat świetlnych od nas, a w skali galaktycznej jest to bardzo mała miejscowość. Betelgeza jest najbliższym nam nadolbrzymem.
Z tego wynika ciekawy wniosek: Betelgeza na ziemskim niebie ma największą pozorną średnicę ze wszystkich gwiazd (oczywiście po Słońcu).
Oczywiste jest, że wszystko, co ma średnicę mniejszą niż minuta łuku, jest postrzegane przez ludzkie oko jako punkt. Średnice kątowe absolutnie wszystkich gwiazd (z wyjątkiem Słońca) są mniejsze niż minuta łukowa, więc wszystkie wyglądają jak punkty. W rzeczywistości wszystkie ich średnice kątowe są różne. Średnicę kątową Betelgezy po raz pierwszy określono w 1920 roku na 0,047 sekundy łukowej, co stanowiło największą znaną wówczas średnicę kątową gwiazdy. Od tego czasu jednak odkryto niewidoczną na półkuli północnej gwiazdę R Dorado, której średnica kątowa okazała się wynosić 0,057 sekundy łukowej. Ale nawet na półkuli południowej jest prawie niewidoczny: przy maksymalnej jasności jest ledwo widoczny gołym okiem, a przynajmniej nie można go zobaczyć w każdym teleskopie. R Dorado jest tak zimne, że emituje głównie promieniowanie podczerwone. Jednak od tego czasu pomiary kątowe zostały udoskonalone i w przypadku Betelgezy pozorna średnica została określona na od 0,056 do 0,059 sekundy łukowej, co przywraca jej utraconą pozycję największej widocznej gwiazdy. Nie jest łatwo przepędzić królową zimowego nieba!
Nic dziwnego, że Betelgeza była pierwszą gwiazdą, dla której uzyskano zdjęcia jej dysku. To znaczy, w którym gwiazda nie wyglądała jak punkt, ale jak dysk. (Fakt, że jasne gwiazdy na powyższym zdjęciu wyglądają jak dyski, jest konwencją obrazu, która może ukazać różnice w jasności jedynie poprzez różnice w wielkości.) Zdjęcie zostało wykonane przez Orbitalny Teleskop Hubble'a w 1995 roku.
Oto to historyczne zdjęcie w świetle ultrafioletowym (dzięki NASA/ESA):

Oczywiste jest, że kolory na zdjęciu są względne: im bardziej czerwone, tym zimniejsze. Jasna plama w pobliżu centrum gwiazdy jest uważana za jeden z jej biegunów, to znaczy oś obrotu Betelgezy jest skierowana prawie w naszą stronę, ale nieco w bok.
Niedawno, a mianowicie w lipcu ubiegłego roku (2009), wykonano nowe zdjęcia Betelgezy za pomocą naziemnego Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Chile. Oto jeden z nich:

Powstałe zdjęcia pokazują, że Betelgeza ma ogon. Ogon ten rozciąga się na sześć promieni samej Betelgezy (porównywalnej z odległością od Słońca do Neptuna). Co to za ogon, dlaczego tam jest i co to znaczy, sami naukowcy jeszcze nie wiedzą, chociaż istnieje wiele założeń.
Pomiar Betelgezy
Interesujące jest podanie głównych parametrów Betelgezy. Przekonamy się, że pod niemal wszystkimi parametrami Betelgeza okazuje się jednym ze „zwycięzców” znanego Wszechświata.
Średnica, jak już wspomniano, Betelgeza jest około tysiąc razy większa od Słońca. Bardzo trudno jest dokładnie określić średnicę i odległość od Słońca pojedynczej gwiazdy, a Betelgeza nie ma satelitów (choć jest bardzo prawdopodobne, że istnieją, po prostu nie można ich zobaczyć obok takiego olbrzyma). Ale Betelgeza jest tak ogromna, że ​​jej średnicę zmierzono „bezpośrednio”, tj. za pomocą interferometru - tę operację można było zastosować do bardzo małej liczby gwiazd, a Betelgeza była pierwszą.
Masa Betelgezy przewyższa Słońce około 15 razy (od 10 do 20 - zmierzenie masy pojedynczej gwiazdy to na ogół akrobacja astrometryczna, a dokładniej nie było to jeszcze możliwe). Jak to możliwe, że średnica jest tysiąc razy większa, co oznacza, że ​​objętość jest miliard razy większa, ale masa jest tylko 15 razy większa. Jaka jest tam gęstość? I oto jest. A jeśli weźmiemy pod uwagę, że jądro gwiazdy jest znacznie gęstsze niż jej zewnętrzne warstwy, to zewnętrzne warstwy Betelgezy są znacznie rzadsze niż wszystko, co możemy sobie wyobrazić, z wyjątkiem przestrzeni międzygwiazdowej, do której Betelgeza, jak prawie każda gwiazda, przechodzi bardzo stopniowo, tj. Niemożliwe jest dokładne określenie, gdzie kończy się gwiazda, a zaczyna przestrzeń międzygwiazdowa. Niemniej jednak piętnaście mas Słońca to całkiem sporo jak na gwiazdę. Tylko 120 znanych gwiazd jest cięższych od Betelgezy.
Ile razy Betelgeza jest jaśniejsza od Słońca? Sto trzydzieści pięć tysięcy razy! To prawda, że ​​​​uwzględnia się promieniowanie podczerwone, a w świetle widzialnym jest to około sto tysięcy razy. Oznacza to, że jeśli mentalnie umieścisz Betelgezę i Słońce w tej samej odległości, Betelgeza będzie sto tysięcy razy jaśniejsza od Słońca. Na liście najpotężniejszych znanych gwiazd Betelgeza zajmuje około dwudziestą piątą pozycję (mniej więcej dlatego, że dokładna jasność wielu hiperolbrzymów nie jest dokładnie znana). Gdyby Betelgezę umieszczono w standardowej odległości dziesięciu parseków od Ziemi (około 32 lat świetlnych), byłaby widoczna w dzień, ale w nocy obiekty rzucałyby cienie w jej świetle. Ale lepiej tego tam nie umieszczać, ponieważ promieniowanie nadolbrzyma to rodzaj zjawiska, na które żywe istoty lepiej jest patrzeć z daleka. Wydaje się, że brak pobliskich nadolbrzymów (dowolnego koloru) jest jednym z warunków życia na Ziemi.
Temperatura powierzchni Betelgezy wynosi trzy i pół tysiąca kelwinów (no cóż, zwykłe stopnie też są blisko tej wartości). To niewiele jak na gwiazdę; Nasze Słońce ma temperaturę powierzchniową 5700 K, czyli dwa razy wyższą. Oznacza to, że Betelgeza jest „zimną” gwiazdą, jedną z najzimniejszych znanych gwiazd. Temperatura gwiazdy określa jej kolor, a raczej odcień jej blasku. Ci tajemniczy ludzie, którym udało się zobaczyć gwiazdy w kolorze, wyraźnie określają kolor Betelgezy jako wyraźnie czerwonawy (patrz motto). Dlatego Betelgeza nazywana jest czerwonym nadolbrzymem. Nie powinieneś myśleć, że jest naprawdę jaskrawoczerwony, jak mak: raczej jego powierzchnia jest żółtawo-pomarańczowa.

Prawdopodobnie tak wygląda powierzchnia Betelgezy.

Wspomniałem powyżej, że pozorna średnica Betelgezy wynosi od 0,056 do 0,059 sekundy łukowej. Rozrzut ten nie wynika z niedokładności pomiaru. A ponieważ samo ciało gwiazdy pulsuje przez około kilka lat, zmieniając zarówno rozmiar, jak i jasność. Logiczne byłoby założenie, że wraz ze zmniejszaniem się rozmiaru gwiazdy jasność gwiazdy również będzie się zmniejszać, ale w rzeczywistości wszystko dzieje się dokładnie odwrotnie: przy minimalnym rozmiarze Betelgeza uzyskuje maksymalną jasność. Przy maksymalnej jasności Betelgeza okazuje się jaśniejsza niż Rigel, którego wielkość wynosi 0,18, czyli najjaśniejsza gwiazda w konstelacji. Dlatego ze względu na swój blask Betelgeza ma prawo nazywać się Alfa Orion.
To samo w sobie nie jest zaskakujące: nagrzewanie gwiazdy podczas kompresji jest w astrofizyce zjawiskiem powszechnym (zachodzi w wyniku przejścia energii potencjalnej grawitacji na energię kinetyczną, kto zna dokładniejsze sformułowanie, popraw mnie). Ale dlaczego Betelgeza tak pulsuje? Jakie dokładnie procesy w niej zachodzą? Nikt tego nie wie.
Krótka młodość gigantycznej gwiazdy
Pamiętasz, jak rozmawialiśmy o tym, jak młody jest Syriusz – ma zaledwie 250 milionów lat? Zatem Betelgeza jest małym dzieckiem w porównaniu do Syriusza: ma zaledwie 10 milionów lat! Kiedy wybuchł pożar, dinozaury już dawno wymarły na Ziemi, ssaki zajęły już dominującą pozycję na lądzie, kontynenty niemal przybrały swój obecny kształt, a budowane były najmłodsze systemy górskie (w tym Himalaje). Zdaj sobie sprawę, że Ural jest znacznie starszy od Betelgezy!
Ale w przeciwieństwie do Syriusza, który nie jest jasny, skąd się wziął, bardzo jasne jest, skąd pochodzi Betelgeza.
Orion to wyjątkowa konstelacja: gwiazdy w niej są nie tylko widoczne dla naszych oczu, ale w rzeczywistości są dość blisko siebie w przestrzeni. I są też w zbliżonym wieku. Faktem jest, że większość Oriona zajmuje gigantyczna mgławica - Obłok Molekularny Oriona, w którym zachodzą intensywne procesy powstawania gwiazd (to znaczy jest to „kolebka gwiazd” i prawie najbliżej Ziemi). Młode gwiazdy odlatują z tej mgławicy we wszystkich kierunkach. Orion składa się z tych młodych, gorących, niebieskich gwiazd, wzorowych rówieśników, które przeleciały stosunkowo blisko miejsca urodzenia.
Ale jeśli wszystkie pozostałe gwiazdy w Orionie są gorące do poziomu niebieskiego (co jest typowe dla młodych gwiazd), to dlaczego Betelgeza jest czerwona?
Ponieważ jest bardzo duży.
Żywotność gwiazdy zależy od tego, ile czasu zajmuje wodór w jądrze gwiazdy, aby całkowicie przemienić się w hel (ludzie, czy powinienem napisać program edukacyjny o tym, dlaczego gwiazdy płoną?). Wydawałoby się, że im większa i cięższa gwiazda, tym więcej zawiera wodoru i tym dłużej powinien się palić. Ale tutaj znowu jest odwrotnie: im większa i cięższa gwiazda, tym wyższa temperatura w jej jądrze i tym szybciej zachodzi tam reakcja termojądrowa. Ponieważ Betelgeza urodziła się jako cięższa i większa od swoich odpowiedników Rigel, Bellatrix i innych gwiazd Oriona, wodór w jej jądrze spalił się szybciej i wypalił się w ciągu zaledwie kilku milionów lat. A po wypaleniu się wodoru w jądrze gwiazda wchodzi w fazę umierania – przemiany w czerwonego olbrzyma. W przypadku Betelgezy zamieniła się ona w czerwonego nadolbrzyma.
Oznacza to, że pomimo tego, że Betelgeza jest jedną z najmłodszych gwiazd we Wszechświecie pod względem wieku, jest już na skraju śmierci. Niestety, duże, gorące gwiazdy żyją bardzo krótko, kończąc swoje burzliwe życie w ciągu zaledwie kilku milionów lat. Znanych jest kilka innych czerwonych hiperolbrzymów, które weszły w ostatnią fazę swojego rozwoju, ale wszystkie są bardzo daleko od nas. Dlatego Betelgeza zapewnia wyjątkową, choć smutną, okazję do zbadania ostatniej fazy życia gwiazdy ze stosunkowo bliskiej odległości.
Wiadomo, że w ciągu ostatnich 15 lat średnica Betelgezy zmniejszyła się o 15 procent. Jest to ciągły skurcz, który nie jest związany z pulsacjami. Matematyczne modele gwiazd mówią, że takie zmniejszenie rozmiaru jest jednocześnie oznaką zbliżającego się końca ewolucji gwiazdy.
Co dalej z Betelgezą? To nie jest spokojny Syriusz-Main, teraz Syriusz B, który po prostu spokojnie zrzucił swoje szkarłatne muszle i zamienił się w białego karła. Masa Betelgezy jest tak wielka, że ​​zrzuci swoje powłoki podczas jednej z najwspanialszych eksplozji znanych Wszechświatowi – eksplozji supernowej.
I będzie to najbliższa Ziemi Supernowa, być może w całym istnieniu Ziemi. Właśnie dlatego, że nie ma i nigdy nie było ani jednego nadolbrzyma: nadolbrzymy są skazane na zakończenie swojej ewolucji w eksplozjach supernowych, pozostałości supernowych są charakterystyczne i łatwe do zidentyfikowania, dlatego w pobliżu nie ma ani jednego.
Kiedy to będzie? Betelgeza eksploduje w ciągu następnego tysiąclecia. Może jutro.
Jak to będzie wyglądać? Zamiast świecącego punktu na niebie pojawi się dysk o olśniewającej jasności, który będzie widoczny w dzień, a w nocy będzie można czytać przy jego świetle. Dysk ten będzie powoli przygasał, a nocne niebo prawdopodobnie powróci do normy w ciągu kilku miesięcy. W miejscu Betelgezy pojawi się niezwykle piękna mgławica, która będzie widoczna gołym okiem przez kilka lat. Wtedy nic nie będzie widać.
Co pozostanie z Betelgezy? Nie, nie biały karzeł – jest na to za ciężki. Pozostanie gwiazda neutronowa (pulsar) lub czarna dziura.
Jak wpłynie to na życie na Ziemi? Najprawdopodobniej wcale. Betelgeza znajduje się na tyle daleko od Ziemi, że twarde promieniowanie powstałe w wyniku eksplozji supernowej zostanie rozproszone w przestrzeni kosmicznej, zanim dotrze do Układu Słonecznego, a to, co dotrze, zostanie odbite przez magnetosferę słoneczną. Tylko gdyby oś obrotu Betelgezy była skierowana bezpośrednio w stronę Ziemi, wówczas twarde promieniowanie gamma boleśnie uderzyłoby w biosferę. Jednak ze zdjęć Hubble'a wiemy, że oś obrotu Betelgezy jest odwrócona od Ziemi. Dzięki temu będzie można całkowicie bezpiecznie podziwiać z Ziemi niebiańskie fajerwerki.
Ten sam los czeka Rigela, Bellatrix i inne jasne gwiazdy Oriona w ciągu następnych dziesiątków milionów lat. Zanim Betelgeza stała się czerwonym nadolbrzymem, była najwyraźniej gorącą, niebieską gwiazdą, taką jak one. Zastąpią je młode gwiazdy, wciąż ukryte przed nami w głębinach Obłoku Molekularnego Oriona.
Więc idź i zobacz Betelgezę, póki jeszcze świeci. Niebo nie jest niezmienne.

Największa widoczna gwiazda

Na prawym ramieniu Oriona, w koronie Zimowego Sześciokąta, piękna Betelgeza jaśnieje na zimowym niebie.

Konstelacja Oriona. Betelgeza to czerwono-pomarańczowa gwiazda w lewym górnym rogu konstelacji.

Gwiazda ta nie bez powodu nazywana jest Alfa Orionis, chociaż olśniewający niebieskawy Rigel - na zdjęciu w prawym dolnym rogu - jest przez większość czasu jaśniejszy. Betelgeza to pod wieloma względami gwiazda wyjątkowa, którą astronomowie badają od wielu lat i odkrywają coraz więcej ciekawostek.

Po pierwsze, Betelgeza jest jedną z największych gwiazd we Wszechświecie. Jego średnica jest około tysiąc razy większa niż średnica Słońca. Nawet największa znana gwiazda, VY Canis Majoris, ma tylko dwukrotnie większą średnicę niż Betelgeza (a zatem ośmiokrotnie większą objętość). Nie bez powodu gwiazda ta nosi dumny tytuł czerwonego nadolbrzyma.

Gdyby znajdował się w miejscu Słońca, prawie wypełniałby orbitę Saturna:

Tylko osiem znanych gwiazd (wszystkie czerwone hiperolbrzymy) są większe od Betelgezy, ale wszystkie wydają się bardzo słabe na ziemskim niebie. Powód jest prosty: Betelgeza jest znacznie bliżej niż wszystkie.

Betelgeza znajduje się 640 lat świetlnych od nas, a w skali galaktycznej jest to bardzo mała miejscowość. Betelgeza jest najbliższym nam nadolbrzymem.

Z tego wynika ciekawy wniosek: Betelgeza na ziemskim niebie ma największą pozorną średnicę ze wszystkich gwiazd (oczywiście po Słońcu).

Oczywiste jest, że wszystko, co ma średnicę mniejszą niż minuta łuku, jest postrzegane przez ludzkie oko jako punkt. Średnice kątowe absolutnie wszystkich gwiazd (z wyjątkiem Słońca) są mniejsze niż minuta łukowa, więc wszystkie wyglądają jak punkty. W rzeczywistości wszystkie ich średnice kątowe są różne. Średnicę kątową Betelgezy po raz pierwszy określono w 1920 roku na 0,047 sekundy łukowej, co stanowiło największą znaną wówczas średnicę kątową gwiazdy. Od tego czasu jednak odkryto niewidoczną na półkuli północnej gwiazdę R Dorado, której średnica kątowa okazała się wynosić 0,057 sekundy łukowej. Ale nawet na półkuli południowej jest prawie niewidoczny: przy maksymalnej jasności jest ledwo widoczny gołym okiem, a przynajmniej nie można go zobaczyć w każdym teleskopie. R Dorado jest tak zimne, że emituje głównie promieniowanie podczerwone. Jednak od tego czasu pomiary kątowe zostały udoskonalone i w przypadku Betelgezy pozorna średnica została określona na od 0,056 do 0,059 sekundy łukowej, co przywraca jej utraconą pozycję największej widocznej gwiazdy. Nie jest łatwo przepędzić królową zimowego nieba!

Nic dziwnego, że Betelgeza była pierwszą gwiazdą, dla której uzyskano zdjęcia jej dysku. To znaczy, w którym gwiazda nie wyglądała jak punkt, ale jak dysk. (Fakt, że jasne gwiazdy na powyższym zdjęciu wyglądają jak dyski, jest konwencją obrazu, która może ukazać różnice w jasności jedynie poprzez różnice w wielkości.) Zdjęcie zostało wykonane przez Orbitalny Teleskop Hubble'a w 1995 roku.

Oto to historyczne zdjęcie w świetle ultrafioletowym (dzięki NASA/ESA):

Oczywiste jest, że kolory na zdjęciu są względne: im bardziej czerwone, tym zimniejsze. Jasna plama w pobliżu centrum gwiazdy jest uważana za jeden z jej biegunów, to znaczy oś obrotu Betelgezy jest skierowana prawie w naszą stronę, ale nieco w bok.

Niedawno, a mianowicie w lipcu ubiegłego roku (2009), wykonano nowe zdjęcia Betelgezy za pomocą naziemnego Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Chile. Oto jeden z nich:

Powstałe zdjęcia pokazują, że Betelgeza ma ogon. Ogon ten rozciąga się na sześć promieni samej Betelgezy (porównywalnej z odległością od Słońca do Neptuna). Co to za ogon, dlaczego tam jest i co to znaczy, sami naukowcy jeszcze nie wiedzą, chociaż istnieje wiele założeń.

Pomiar Betelgezy

Interesujące jest podanie głównych parametrów Betelgezy. Przekonamy się, że pod niemal wszystkimi parametrami Betelgeza okazuje się jednym ze „zwycięzców” znanego Wszechświata.

Średnica, jak już wspomniano, Betelgeza jest około tysiąc razy większa od Słońca. Bardzo trudno jest dokładnie określić średnicę i odległość od Słońca pojedynczej gwiazdy, a Betelgeza nie ma satelitów (choć jest bardzo prawdopodobne, że istnieją, po prostu nie można ich zobaczyć obok takiego olbrzyma). Ale Betelgeza jest tak ogromna, że ​​jej średnicę zmierzono „bezpośrednio”, tj. za pomocą interferometru - tę operację można było zastosować do bardzo małej liczby gwiazd, a Betelgeza była pierwszą.

Masa Betelgezy przewyższa Słońce około 15 razy (od 10 do 20 - zmierzenie masy pojedynczej gwiazdy to na ogół akrobacja astrometryczna, a dokładniej nie było to jeszcze możliwe). Jak to możliwe, że średnica jest tysiąc razy większa, co oznacza, że ​​objętość jest miliard razy większa, ale masa jest tylko 15 razy większa. Jaka jest tam gęstość? I oto jest. A jeśli weźmiemy pod uwagę, że jądro gwiazdy jest znacznie gęstsze niż jej zewnętrzne warstwy, to zewnętrzne warstwy Betelgezy są znacznie rzadsze niż wszystko, co możemy sobie wyobrazić, z wyjątkiem przestrzeni międzygwiazdowej, do której Betelgeza, jak prawie każda gwiazda, przechodzi bardzo stopniowo, tj. Niemożliwe jest dokładne określenie, gdzie kończy się gwiazda, a zaczyna przestrzeń międzygwiazdowa. Niemniej jednak piętnaście mas Słońca to całkiem sporo jak na gwiazdę. Tylko 120 znanych gwiazd jest cięższych od Betelgezy.

Ile razy Betelgeza jest jaśniejsza od Słońca? Sto trzydzieści pięć tysięcy razy! To prawda, że ​​​​uwzględnia się promieniowanie podczerwone, a w świetle widzialnym jest to około sto tysięcy razy. Oznacza to, że jeśli mentalnie umieścisz Betelgezę i Słońce w tej samej odległości, Betelgeza będzie sto tysięcy razy jaśniejsza od Słońca. Na liście najpotężniejszych znanych gwiazd Betelgeza zajmuje około dwudziestą piątą pozycję (mniej więcej dlatego, że dokładna jasność wielu hiperolbrzymów nie jest dokładnie znana). Gdyby Betelgezę umieszczono w standardowej odległości dziesięciu parseków od Ziemi (około 32 lat świetlnych), byłaby widoczna w dzień, ale w nocy obiekty rzucałyby cienie w jej świetle. Ale lepiej tego tam nie umieszczać, ponieważ promieniowanie nadolbrzyma to rodzaj zjawiska, na które żywe istoty lepiej jest patrzeć z daleka. Wydaje się, że brak pobliskich nadolbrzymów (dowolnego koloru) jest jednym z warunków życia na Ziemi.

Temperatura powierzchni Betelgezy wynosi trzy i pół tysiąca kelwinów (no cóż, zwykłe stopnie też są blisko tej wartości). To niewiele jak na gwiazdę; Nasze Słońce ma temperaturę powierzchniową 5700 K, czyli dwa razy wyższą. Oznacza to, że Betelgeza jest „zimną” gwiazdą, jedną z najzimniejszych znanych gwiazd. Temperatura gwiazdy określa jej kolor, a raczej odcień jej blasku. Ci tajemniczy ludzie, którym udało się zobaczyć gwiazdy w kolorze, wyraźnie określają kolor Betelgezy jako wyraźnie czerwonawy (patrz motto). Dlatego Betelgeza nazywana jest czerwonym nadolbrzymem. Nie powinieneś myśleć, że jest naprawdę jaskrawoczerwony, jak mak: raczej jego powierzchnia jest żółtawo-pomarańczowa.

Prawdopodobnie tak wygląda powierzchnia Betelgezy.

Wspomniałem powyżej, że pozorna średnica Betelgezy wynosi od 0,056 do 0,059 sekundy łukowej. Rozrzut ten nie wynika z niedokładności pomiaru. A ponieważ samo ciało gwiazdy pulsuje przez około kilka lat, zmieniając zarówno rozmiar, jak i jasność. Logiczne byłoby założenie, że wraz ze zmniejszaniem się rozmiaru gwiazdy jasność gwiazdy również będzie się zmniejszać, ale w rzeczywistości wszystko dzieje się dokładnie odwrotnie: przy minimalnym rozmiarze Betelgeza uzyskuje maksymalną jasność. Przy maksymalnej jasności Betelgeza okazuje się jaśniejsza niż Rigel, którego wielkość wynosi 0,18, czyli najjaśniejsza gwiazda w konstelacji. Dlatego ze względu na swój blask Betelgeza ma prawo nazywać się Alfa Orion.

To samo w sobie nie jest zaskakujące: nagrzewanie gwiazdy podczas kompresji jest w astrofizyce zjawiskiem powszechnym (zachodzi w wyniku przejścia energii potencjalnej grawitacji na energię kinetyczną, kto zna dokładniejsze sformułowanie, popraw mnie). Ale dlaczego Betelgeza tak pulsuje? Jakie dokładnie procesy w niej zachodzą? Nikt tego nie wie.

Krótka młodość gigantycznej gwiazdy

Pamiętasz, jak rozmawialiśmy o tym, jak młody jest Syriusz – ma zaledwie 250 milionów lat? Zatem Betelgeza jest małym dzieckiem w porównaniu do Syriusza: ma zaledwie 10 milionów lat! Kiedy wybuchł pożar, dinozaury już dawno wymarły na Ziemi, ssaki zajęły już dominującą pozycję na lądzie, kontynenty niemal przybrały swój obecny kształt, a budowane były najmłodsze systemy górskie (w tym Himalaje). Zdaj sobie sprawę, że Ural jest znacznie starszy od Betelgezy!

Ale w przeciwieństwie do Syriusza, który nie jest jasny, skąd się wziął, bardzo jasne jest, skąd pochodzi Betelgeza.

Orion to wyjątkowa konstelacja: gwiazdy w niej są nie tylko widoczne dla naszych oczu, ale w rzeczywistości są dość blisko siebie w przestrzeni. I są też w zbliżonym wieku. Faktem jest, że większość Oriona zajmuje gigantyczna mgławica - Obłok Molekularny Oriona, w którym zachodzą intensywne procesy powstawania gwiazd (to znaczy jest to „kolebka gwiazd” i prawie najbliżej Ziemi). Młode gwiazdy odlatują z tej mgławicy we wszystkich kierunkach. Orion składa się z tych młodych, gorących, niebieskich gwiazd, wzorowych rówieśników, które przeleciały stosunkowo blisko miejsca urodzenia.

Ale jeśli wszystkie pozostałe gwiazdy w Orionie są gorące do poziomu niebieskiego (co jest typowe dla młodych gwiazd), to dlaczego Betelgeza jest czerwona?

Ponieważ jest bardzo duży.

Żywotność gwiazdy zależy od tego, ile czasu zajmuje jądrze gwiazdy całkowite przekształcenie wodoru w hel. (ludzie, czy powinienem napisać program edukacyjny o tym, dlaczego gwiazdy płoną?) Wydawałoby się, że im większa i cięższa gwiazda, tym więcej zawiera wodoru i tym dłużej powinna się palić. Ale tutaj znowu jest odwrotnie: im większa i cięższa gwiazda, tym wyższa temperatura w jej jądrze i tym szybciej zachodzi tam reakcja termojądrowa. Ponieważ Betelgeza urodziła się jako cięższa i większa od swoich odpowiedników Rigel, Bellatrix i innych gwiazd Oriona, wodór w jej jądrze spalił się szybciej i wypalił się w ciągu zaledwie kilku milionów lat. A po wypaleniu się wodoru w jądrze gwiazda wchodzi w fazę umierania – przemiany w czerwonego olbrzyma. W przypadku Betelgezy zamieniła się ona w czerwonego nadolbrzyma.

Oznacza to, że pomimo tego, że Betelgeza jest jedną z najmłodszych gwiazd we Wszechświecie pod względem wieku, jest już na skraju śmierci. Niestety, duże, gorące gwiazdy żyją bardzo krótko, kończąc swoje burzliwe życie w ciągu zaledwie kilku milionów lat. Znanych jest kilka innych czerwonych hiperolbrzymów, które weszły w ostatnią fazę swojego rozwoju, ale wszystkie są bardzo daleko od nas. Dlatego Betelgeza zapewnia wyjątkową, choć smutną, okazję do zbadania ostatniej fazy życia gwiazdy ze stosunkowo bliskiej odległości.

Wiadomo, że w ciągu ostatnich 15 lat średnica Betelgezy zmniejszyła się o 15 procent. Jest to ciągły skurcz, który nie jest związany z pulsacjami. Matematyczne modele gwiazd mówią, że takie zmniejszenie rozmiaru jest jednocześnie oznaką zbliżającego się końca ewolucji gwiazdy.

Co dalej z Betelgezą? To nie jest spokojny Syriusz-Main, teraz Syriusz B, który po prostu spokojnie zrzucił swoje szkarłatne muszle i zamienił się w białego karła. Masa Betelgezy jest tak wielka, że ​​zrzuci swoje powłoki podczas jednej z najwspanialszych eksplozji znanych Wszechświatowi – eksplozji supernowej.

Będzie to najbliższa Ziemi Supernowa, być może w całym istnieniu Ziemi. Właśnie dlatego, że nie ma i nigdy nie było ani jednego nadolbrzyma: nadolbrzymy są skazane na zakończenie swojej ewolucji w eksplozjach supernowych, pozostałości supernowych są charakterystyczne i łatwe do zidentyfikowania, dlatego w pobliżu nie ma ani jednego.

Kiedy to będzie? Betelgeza eksploduje w ciągu następnego tysiąclecia. Może jutro.

Jak to będzie wyglądać? Zamiast świecącego punktu na niebie pojawi się dysk o olśniewającej jasności, który będzie widoczny w dzień, a w nocy będzie można czytać przy jego świetle. Dysk ten będzie powoli przygasał, a nocne niebo prawdopodobnie powróci do normy w ciągu kilku miesięcy. W miejscu Betelgezy pojawi się niezwykle piękna mgławica, która będzie widoczna gołym okiem przez kilka lat. Wtedy nic nie będzie widać.

Co pozostanie z Betelgezy? Nie, nie biały karzeł – jest na to za ciężki. Pozostanie gwiazda neutronowa (pulsar) lub czarna dziura.

Jak wpłynie to na życie na Ziemi? Najprawdopodobniej wcale. Betelgeza znajduje się na tyle daleko od Ziemi, że twarde promieniowanie powstałe w wyniku eksplozji supernowej zostanie rozproszone w przestrzeni kosmicznej, zanim dotrze do Układu Słonecznego, a to, co dotrze, zostanie odbite przez magnetosferę słoneczną. Tylko gdyby oś obrotu Betelgezy była skierowana bezpośrednio w stronę Ziemi, wówczas twarde promieniowanie gamma boleśnie uderzyłoby w biosferę. Jednak ze zdjęć Hubble'a wiemy, że oś obrotu Betelgezy jest odwrócona od Ziemi. Dzięki temu będzie można całkowicie bezpiecznie podziwiać z Ziemi niebiańskie fajerwerki.

Ten sam los czeka Rigela, Bellatrix i inne jasne gwiazdy Oriona w ciągu następnych dziesiątków milionów lat. Zanim Betelgeza stała się czerwonym nadolbrzymem, była najwyraźniej gorącą, niebieską gwiazdą, taką jak one. Zastąpią je młode gwiazdy, wciąż ukryte przed nami w głębinach Obłoku Molekularnego Oriona.

Można znaleźć inne zdjęcia gwiazdy.