Астрономы объяснили, почему Бетельгейзе постоянно тускнеет

Фото из открытых источников

От пульсаций звёзд до гигантских пылевых облаков и таинственного компаньона — астрономы пытаются понять, почему яркость Бетельгейзе постоянно меняется.

Бетельгейзе, одна из самых ярких звезд ночного неба, в последнее время устраивает настоящее зрелище — но не так, как можно было бы ожидать. Знаменитый красный сверхгигант в созвездии Ориона в последние месяцы заметно потускнел.

Из 21 самой яркой звезды на ночном небе Бетельгейзе, пожалуй, самая загадочная. Изменение её яркости представляет собой загадку: как пульсации звезды, выбросы пыли и возможный компаньон влияют на её угасание?

Даже перевод названия Бетельгейзе вызывает споры. Долгое время считалось, что это искажение трех арабских слов, обычно переводимых как «Подмышка гиганта». Однако другие специалисты по звездной номенклатуре теперь оспаривают эту интерпретацию, предлагая вместо этого «Рука аль-Джаузы», где аль-Джауза относится к Ориону.

Хотя Бетельгейзе классифицируется как красный сверхгигант, обычно она выглядит скорее оранжевой, чем красной — золотисто-оранжевой или темно-топазовой. Это одна из самых известных звезд своего класса. Генри М. Нили (1877–1963), много лет популярный лектор в планетарии Хайдена в Нью-Йорке, описал ее беспокойное поведение в своей книге «Введение для звездочетов»: «(Бетельгейзе) судорожно расширяется и сжимается, подобно старику, почти полностью истощившемуся и тяжело дышащему от астматической старческой дряхлости».

Бетельгейзе естественным образом расширяется и сжимается, подобно бьющемуся сердцу. Будучи стареющим красным сверхгигантом, она имеет регулярный цикл пульсаций примерно в 430 дней: при расширении её внешние слои охлаждаются, и она тускнеет; при сжатии они нагреваются, и она становится ярче. Среди звёзд первой величины — самой яркой категории звёзд на ночном небе — это единственная заметно переменная звезда. Её масштаб также примечателен: расположенная на расстоянии 650 световых лет, Бетельгейзе входит в число самых больших и ярких звёзд своего класса, с светимостью около 14 000 солнечных масс в максимуме и 7 600 солнечных масс в минимуме. В нашей галактике обнаружено лишь несколько подобных объектов.

Британский астроном сэр Джон Гершель (1792-1871) впервые заметил переменность Бетельгейзе в 1836 году. Астрономы описывают видимую яркость, используя звездную величину: меньшие числа означают более яркие звезды. В апреле 2023 года Бетельгейзе достигла звездной величины 0,0 — она была такой же яркой, как Вега, пятая по яркости звезда. В периоды минимальной яркости, например, в 1927 и 1941 годах, ее звездная величина может упасть до +1,2, из-за чего она будет казаться примерно в три раза тусклее.

В этой загадке переплетаются три нити: пульсация Бетельгейзе, длящаяся примерно 430 дней, гораздо более длительный цикл периодического затемнения и исключительное Великое затемнение 2019–2020 годов. Разделение этих двух факторов помогает объяснить, почему одна причина не обязательно должна объяснять каждое изменение яркости.

Наряду со своей пульсацией, длящейся примерно 430 дней, Бетельгейзе демонстрирует загадочный цикл затемнения, составляющий 2100 дней (5,75 года). Этот более длительный цикл, известный как «длительный вторичный период», озадачивал астрономов на протяжении столетия. Некоторые предполагали, что вокруг Бетельгейзе может вращаться одна или несколько звезд; другие не нашли никаких доказательств существования таких компаньонов или активно отрицали их существование.

Наконец, в январе 2026 года исследователи, использующие Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории (VLT), расположенный на горе Серро -Параналь в пустыне Атакама на севере Чили, и космический телескоп Хаббл НАСА, опубликовали самые четкие изображения и прямые доказательства существования слабой звезды-компаньона, вращающейся вокруг красного сверхгиганта. Официально названная Альфа Ори B, звезда-компаньон получила прозвище «Бетельбадди» от астрофизика Джареда Голдберга, исследовавшего это явление. Однако, учитывая новое значение имени Бетельгейзе, означающее «рука аль-Джаузы», для вероятной звезды-компаньона было выбрано имя Сиварха, что в переводе с арабского означает «ее браслет».

Согласно этой версии, Сиварха вращается глубоко во внешней хромосфере Бетельгейзе, слое её атмосферы, совершая оборот примерно каждые шесть лет. Проходя сквозь газ и пыль, выброшенные сверхгигантом, её гравитация создаёт плотный газовый след с рябью и ударными волнами, которые нарушают звёздные ветры и приводят к потере массы. Когда концентрированный пылевой след проходит между Землёй и Бетельгейзе, главная звезда может казаться значительно тусклее.

Недавно Бетельгейзе снова резко потускнела. С августа этого года её яркость снизилась с +0,5 до +0,95 звёздной величины, и теперь она кажется лишь немного тусклее, чем похожая по оттенку оранжевая звезда Альдебаран в созвездии Тельца. Это снижение может быть ещё одним примером описанного выше потускнения, хотя само по себе изменение яркости не устанавливает его причину.

Наблюдаемые сейчас изменения позволяют сравнить их с гораздо более драматичным эпизодом: Великим событием затемнения 2019–2020 годов.

В период с октября 2019 года по февраль 2020 года яркость Бетельгейзе резко упала, превысив две трети своего блеска и снизившись с +0,5 до +1,7 звездной величины, что соответствует звезде второй величины. Затем яркость вернулась к более нормальному уровню, достигнув необычно высокого пика в 0,0 к весне 2023 года. Хотя внезапное потускнение вызвало в интернете и СМИ предположения о том, что Бетельгейзе вот-вот погибнет в результате впечатляющей сверхновой, инфракрасные структурные и химические модели не показали существенных изменений в светимости звезды; Бетельгейзе по-прежнему находилась в фазе горения гелия и, как ожидается, проживет еще от 100 000 до, возможно, многих сотен тысяч лет, прежде чем взорвется.

Итак, что же вызвало Великое Затемнение? Загадка в конечном итоге была разгадана благодаря сопоставлению данных, полученных с помощью космического телескопа «Хаббл» и наземных обсерваторий.

По всей видимости, Бетельгейзе «чихнула».

Огромный пузырь сверхгорячей плазмы поднялся из гигантской конвекционной ячейки внутри звезды и вылетел в космос. По мере того, как этот выброшенный газ удалялся на миллионы километров от звезды, он быстро охлаждался и конденсировался в твердую пыль монооксида кремния. Это гигантское облако звездной пыли действовало как настоящий экран, блокируя значительную часть света звезды от нашего взгляда. Это событие усугубилось тем, что мощное извержение идеально совпало с самой низкой точкой 430-дневного пульсационного цикла звезды, а также с орбитальным взаимодействием звезды-компаньона Сиварха.

С точки зрения достижения максимально возможного затемнения Бетельгейзе, это космическое трио стало идеальным стечением обстоятельств!

Бетельгейзе давно известна как переменная звезда, и недавние открытия помогают астрономам разобраться в её непредсказуемом поведении. Внутренние пульсации и мощные пылевые выбросы способствуют изменению её яркости, в то время как гравитационное взаимодействие с недавно обнаруженным вероятным компаньоном объясняет более длительный цикл потускнения. Вместе эти механизмы создают более полную картину того, почему гигантская звезда Ориона тускнеет и ярче.