У Бетельгейзе есть «близнец», но он уже обречён

Бетельгейзе — одна из самых ярких звёзд на ночном небе и ближайший к Земле красный сверхгигант. Она обладает огромным объёмом, охватывая радиус примерно в 700 раз больше солнечного. Несмотря на то, что ей всего десять миллионов лет (что по астрономическим меркам считается довольно молодым), её жизнь уже завершается.

Бетельгейзе, расположенная в созвездии Ориона, наблюдалась невооружённым глазом на протяжении тысячелетий, отмечая, что её яркость меняется со временем. Астрономы установили, что основной период переменности Бетельгейзе составляет около 400 дней, а более продолжительный вторичный период — около шести лет.

В 2019 и 2020 годах наблюдалось резкое снижение яркости Бетельгейзе — событие, известное как «Великое затемнение». Это событие заставило некоторых поверить в быстро приближающуюся смерть сверхновой, но учёным удалось определить, что на самом деле причиной затемнения было огромное облако пыли, выброшенное Бетельгейзе.

Тайна Великого потускнения была разгадана, но это событие вновь вызвало интерес к изучению Бетельгейзе, что привело к новому анализу архивных данных о звезде.

Один из анализов привёл учёных к предположению, что причиной шестилетней переменности Бетельгейзе является наличие звезды-компаньона. Однако когда космический телескоп «Хаббл» и рентгеновская обсерватория «Чандра» искали этот компаньон, ничего не было обнаружено.

Звезда-компаньон была впервые обнаружена группой астрофизиков под руководством Стива Хауэлла, старшего научного сотрудника Исследовательского центра Эймса НАСА. Они наблюдали Бетельгейзе с помощью спекл-камеры «Alopeke».

«Алопеке», что на гавайском языке означает «лиса», установлена на телескопе «Джемини-Север», являющемся частью Международной обсерватории «Джемини».

Спекл-визуализация — это метод астрономической визуализации, использующий очень короткие выдержки для устранения искажений, вызванных земной атмосферой. Этот метод обеспечивает высокое разрешение, что в сочетании со светосилой 8,1-метрового зеркала телескопа «Джемини Север» позволило напрямую обнаружить слабый спутник Бетельгейзе.

Анализ света звезды-компаньона позволил Хауэллу и его команде определить её характеристики. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Они обнаружили, что в оптическом диапазоне длин волн она на шесть звездных величин слабее Бетельгейзе, ее предполагаемая масса примерно в 1,5 раза больше массы Солнца, и она, по-видимому, является звездой доглавной последовательности класса A или B — горячей, молодой, бело-голубой звездой, в ядре которой еще не началось горение водорода.

Компаньон находится на относительно небольшом расстоянии от поверхности Бетельгейзе — примерно в четыре раза большем, чем расстояние между Землёй и Солнцем. Это открытие — первый случай обнаружения близкого звёздного компаньона, вращающегося вокруг сверхгиганта. Ещё более впечатляющим является то, что компаньон находится глубоко внутри внешней протяжённой атмосферы Бетельгейзе, что подтверждает невероятную разрешающую способность Алопеке.

«Способность телескопа «Джемини Север» достигать высокого углового разрешения и резких контрастов позволила напрямую обнаружить спутник Бетельгейзе», — говорит Хауэлл. Более того, он объясняет, что «Алопеке» сделал то, чего не делал ни один другой телескоп: «В работах, предсказавших существование спутника Бетельгейзе, предполагалось, что никто никогда не сможет его получить».

Это открытие даёт более чёткое представление о жизни и будущей смерти этого красного сверхгиганта. Бетельгейзе и её звезда-компаньон, вероятно, родились одновременно. Однако продолжительность жизни звезды-компаньона сократится, поскольку под действием мощных приливных сил она будет скатываться по спирали к Бетельгейзе и погибнет. По оценкам учёных, это произойдёт в течение следующих 10 000 лет.

Это открытие также помогает объяснить, почему подобные красные сверхгиганты могут испытывать периодические изменения яркости в масштабах многих лет. Хауэлл выражает надежду на дальнейшие исследования в этой области, говоря: «Это открытие находится на пределе возможностей «Джемини» в плане получения изображений с высоким угловым разрешением, и оно сработало. Теперь это открывает путь для других наблюдательных исследований подобного рода».

«Возможности наблюдения спеклов, предоставляемые Международной обсерваторией «Джемини», по-прежнему остаются впечатляющим инструментом, доступным всем астрономам для широкого спектра астрономических приложений. Решение проблемы Бетельгейзе, которая оставалась актуальной сотни лет, станет выдающимся достижением», - добавляет директор программы NSF по Международной обсерватории «Джемини» Мартин Стилл.

Ещё одна возможность изучить звёздного компаньона Бетельгейзе появится в ноябре 2027 года, когда он вернётся на максимальное расстояние от Бетельгейзе, где его будет легче всего обнаружить. Хауэлл и его команда с нетерпением ждут возможности наблюдать за Бетельгейзе до и во время этого события, чтобы лучше определить природу компаньона.