Бетельгейзе: взрыв сверхновой звезды

Видео: Взрыв Звезды Бетельгейзе. Тайны второго Солнца

Хотя в среднем за сто лет в галактике появляется только одна сверхновая, в наблюдаемой Вселенной существует порядка 100 миллиардов галактик. За 10 млрд лет ее существования (если быть точными, то за 13,7 млрд, но звезды не формировались в течение первых нескольких сотен миллионов лет), согласно д-ру Ричарду Мушоцки из Центра космических полетов Годдарда НАСА, в наблюдаемой Вселенной возникает 1 миллиард сверхновых в год, или 30 в секунду! Может ли взрыв сверхновой звезды Бетельгейзе, красного гиганта Млечного Пути, стать следующим?

Если это случится...

Взрыв звезды по имени Бетельгейзе, одной из самых ярких на небе, сделает ее равной полной луне, и она будет оставаться такой на протяжении года. Массивная, видимая в зимнем небе над большей частью мира как яркая красноватая точка, она может стать сверхновой в любой момент в течение следующих 100 000 лет.

Большинство астрономов считает, что сегодня одной из вероятных причин, почему мы еще не смогли обнаружить разумную жизнь во Вселенной, является смертельное воздействие локальных взрывов сверхновых, которые уничтожают всю жизнь в той или иной области галактики.

«Рука аль-Джаузы»

Красный гигант Бетельгейзе, когда-то настолько большой, что мог бы достичь орбиты Юпитера, если бы он находился в нашей Солнечной системе, за последние десять лет сократился в два раза, хотя остался таким же ярким, как и раньше.

Бетельгейзе, чье название происходит из арабского, хорошо видна в созвездии Ориона. Звезда дала имя персонажу Майкла Китона в фильме Beetlejuice и была родной системой президента Зафода Библброкса в серии романов «Автостопом по Галактике».

Красные гиганты, как полагают, имеют короткую, сложную и бурную жизнь. Живя самое большее несколько миллионов лет, они быстро сжигают водородное топливо, а затем переключаются на гелий, углерод и другие элементы, время от времени сжимаясь и вспыхивая вновь.

Бетельгейзе: взрыв сверхновой

Эта звезда, как полагают, подходит к концу своего существования и может испытать один из коллапсов, которыми сопровождается замена одного термоядерного топлива другим.

Причина сжатия Бетельгейзе неизвестна. Принимая во внимание все, что мы знаем о галактиках и далекой Вселенной, есть еще многое, что нам еще предстоит узнать о звездах. Неизвестно в том числе и то, что происходит, когда красные гиганты приближаются к концу своего существования.

Если бы взрыв звезды Бетельгейзе произошел и она стала сверхновой, то это позволило бы астрономам Земли наблюдать ее и физику, управляющую этим процессом. Проблема состоит в том, что неизвестно, когда это случится. Хотя ходили слухи, что в 2012 году произойдет взрыв Бетельгейзе, когда взорвется звезда, на самом деле неизвестно. Этого не произошло, так как вероятность такого события очень мала. Бетельгейзе может взорваться завтра вечером или протянуть до 100 000 года.

Слишком далеко

Чтобы нанести непоправимый урон Земле, сверхновая должна вспыхнуть в радиусе не более 100 световых лет. Удовлетворяет ли этому условию Бетельгейзе? Взрыв не причинит нашей планете никакого вреда, так как звезда должна быть намного ближе, чем она находится сейчас. Расстояние до «Руки аль-Джаузы» составляет около 600 световых лет.

Это одна из самых известных ярких звезд. Она в десять раз превышает размеры Солнца, а ее возраст составляет лишь 10 млн лет. Чем массивнее светило, тем меньше продолжительность его жизни. Вот почему астрономы обратили внимание на Бетельгейзе. Взрыв красного гиганта произойдет в относительно короткие сроки.

Суперсверхновая SN2007bi

В конце 2009 года астрономы стали свидетелями самого большого взрыва из когда-либо зарегистрированных. Сверхгигантская звезда, размеры которой в двести раз превышали Солнце, была полностью уничтожена спонтанной термоядерной реакцией, вызванной производством антивещества, причиной которого, в свою очередь, стало гамма-излучение. Это пример того, что может произойти при коллапсе Бетельгейзе. Взрыв можно было наблюдать в течение нескольких месяцев, потому что он высвободил облако радиоактивного вещества, в 50 раз превысившее размеры Солнца и испускавшее свечение ядерного деления, которое можно наблюдать из далеких галактик.

Видео: Сверхновые - космические убийцы во Вселенной. HD качество Сверхновая звезда, взрыв сверхновой

Суперсверхновая SN2007bi является примером пробоя «пара-нестабильности». Ее возникновение похоже на взрыв атомной бомбы, запускаемый сжатием плутония. При размерах около четырех мегайоттаграммов (это тридцать два нуля) гигантские звезды удерживаются от гравитационного коллапса давлением гамма-излучения. Чем горячее ядро, тем выше энергия &gamma--лучей, но если они обладают слишком большой энергией, то способны, проходя через атом, создавать из чистой энергии электронно-позитронные пары вещества и антивещества. Это означает, что все ядро звезды действует как гигантский ускоритель элементарных частиц.

Термоядерная бомба размером в 11 Солнц

Антиматерия аннигилирует со своей противоположностью, так как она стремится к этому, но проблема заключается в том, что скорость взрыва, которая хотя и чрезвычайно велика, создает критическую задержку в создании гамма-давления, удерживающего звезду от коллапса. Внешние слои провисают, сжимая ядро и повышая его температуру. Это увеличивает вероятность появления более энергичных гамма-лучей, создающих антивещество, и внезапно вся звезда становится неконтролируемым ядерный реактором, масштабы которого превосходят возможности нашего воображения. Все термоядерное ядро детонирует мгновенно, как термоядерная бомба, масса которой не просто превышает размеры Солнца – она больше, чем масса 11 светил.

Взрывается все. Ни черной дыры, ни нейтронной звезды, ничего не остается, кроме расширяющегося облака нового радиоактивного материала и пустого пространства, где когда-то находился самый массивный объект, который только возможен без того, чтобы не разорвать пространство. Взрыв вызывает реакции в огромных масштабах, преобразуя вещество в новые радиоактивные элементы.

Звезды-убийцы

Некоторых редкие звезды – реальные убийцы, 11-го типа – являются гиперновыми, источниками смертельных гамма-всплесков (GRB). По сравнению с Бетельгейзе взрыв такого объекта высвободит в 1000 раз больше энергии. Конкретное доказательство GRB-модели появилось в 2003 году.

Видео: Два солнца - звезда Бетельгейзе скоро взорвется

Оно появилось частично благодаря «ближнему» взрыву, местоположение которого было определено астрономами с помощью сети определения координат гамма-всплеска (GCN). 29 марта 2003 года вспышка подошла достаточно близко, чтобы последующие наблюдения стали решающими в решении тайны гамма-всплесков. Оптический спектр послесвечения был почти идентичен SN1998bw. Кроме того, наблюдения рентгеновских спутников показали ту же характерную особенность – наличие «шокированного» и «нагретого» кислорода, который также присутствует в сверхновых. Таким образом, астрономы смогли определить, что «послесвечение» относительно близкого гамма-всплеска, расположенного «всего» в двух миллиардах световых лет от Земли, напоминает сверхновую.

Неизвестно, связана ли каждая гиперновая с GRB. Тем не менее, по оценкам астрономов, только одна из 100 000 сверхновых производит гиперновую. Это составляет около одного гамма-всплеска в сутки, что и наблюдается в действительности.

Что почти наверняка достоверно, так это то, что ядро, участвующее в образовании гиперновой, обладает достаточной массой, чтобы образовать черную дыру, а не нейтронную звезду. Таким образом, каждый наблюдаемый GRB является «криком» новорожденной черной дыры.

Белый карлик в системе Т Компаса

Ученые согласны с тем, что новые наблюдения Т Компаса в созвездии Компаса с помощью спутника International Ultraviolet Explorer указывают на то, что белый карлик является частью двойной системы и удален на 3260 световых года от Земли, что намного ближе предыдущей оценки в 6000 световых лет.

Белый карлик является повторяющейся новой. Это означает, что термоядерные взрывы звезды происходят каждые 20 лет. Самые последние известные события были в 1967, 1944, 1920, 1902 и 1890 годах. Эти взрывы новой, а не сверхновой звезду не разрушают и не оказывают никакого воздействия на Землю. Астрономы не знают, почему интервал между вспышками увеличился.

Ученые полагают, что взрывы новой являются результатом увеличения массы, когда карликовая звезда отбирает богатые водородом газы у своего спутника. При достижении массой определенного предела происходит вспышка новой. Неизвестно, увеличивается или уменьшается масса во время цикла перекачивания и взрыва, но если она достигнет так называемого предела Чандрасекара, то карлик станет сверхновой типа 1а. В этом случае карлик сожмется и произойдет мощная вспышка, результатом которой будет его полное уничтожение. Этот тип сверхновой выпускает в 10 миллионов раз больше энергии, чем новая.

Энергия тысячи солнц

Наблюдения белого карлика во время вспышек новой позволяют предположить, что его масса увеличивается, и данные телескопа "Хаббл" о материале, высвободившемся во время предыдущих взрывов, подтверждают данную точку зрения. Модели оценивают, что масса белого карлика может достигнуть предела Чандрасекара примерно за 10 млн лет или раньше.

По мнению ученых, сверхновая приведет к гамма-излучению, энергия которого эквивалентна 1000 одновременных солнечных вспышек. Это опаснее, чем взрыв Бетельгейзе. Когда до Земли дойдет гамма-излучение, это грозит производством оксидов азота, который может повредить и, возможно, разрушить озоновый слой. Сверхновая будет столь же яркой, как и все остальные звезды в Млечном Пути вместе взятые. Один из астрономов, д-р Эдвард Сьон из университета Виллановы, утверждает, что она может взорваться в ближайшее время во временных масштабах, которыми пользуются астрономы и геологи, но это для человека это далекое будущее.

Мнения расходятся

Астрономы считают, что вспышки сверхновых на расстоянии менее 100 световых лет от Земли будут катастрофическими, но последствия остаются неясными и будут зависеть от того, насколько мощным окажется взрыв. Группа исследователей утверждает, что вероятна вспышка намного ближе и мощнее, чем взрыв Бетельгейзе. Когда дойдет до этого, неизвестно, но Земля будет серьезно повреждена. Правда, другие исследователи, такие как Алекс Филиппенко из Калифорнийского университета в Беркли, специалист по сверхновым, активным галактикам, черным дырам, гамма-всплескам и расширению Вселенной, не согласен с расчетами и верит, что вспышка, если она произойдет, вряд ли повредит планету.